Text
СТАРТЕРНЫЕ
АККУМУЛЯТОРНЫЕ
БАТАРЕИ
ИЗДАТЕЛЬСТВО-^^ МОСКВА
ТРАНСПОРТ Т"/
СТАРТЕРНЫЕ
АККУМУЛЯТОРНЫЕ
БАТАРЕИ
УСТРОЙСТВО
ЭКСПЛУАТАЦИЯ
РЕМОНТ
МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 1991
(
УДК 621 355 2
ОТ АВТОРОВ
Аед"ХН:н ИРКур
Тютрюмов. В М Ягнятинскнй - М
Транспорт, 1991—25
В книге рассмотрен широким круг практичес
ких вопросов, связанных с применением стартерных
аккуму «торных батарей на автотранспорте Показа
но устройство, приведены основные разрядные и
зарядные характеристики современных батарей, рас
смотрены режимы их работы и обслуживания, влия-
ние конструктивных показателей и условий на рабо-
тоспособность, на состояние заряженности и срок
службы батарей в эксплуатации
Рассмотрены вопросы хранения, приведения ба-
тарей в рабочее состояние, показаны причины, спо-
собствующие снижению срока службы.
Книга рассчитана на инженерно-технических ра-
ботников автотранспортных предприятий, связанных
с экептуатацней аккумуляторных батарей. Может
быть полезна электрикам аккумуляторщикам, а
также автолюбителям
Ид 56 Табл 26 Бнблиогр. 11 назв.
Авторы- М А. Дасоян , Н. И Курзуков,
О С Тютрюмов, В. М Ягнятинскнй
Рецензенты А. М Резник, I Л. Тимофеев
ЗаведующнйредакциейВ И Лапшин
Редактор Л А Мостицкий
J2U303000u 315
049(01) -9!
162-90
ISBN 5 277 00978-7
©МА. Дасоян, Н И Курзуков,
О. С Тютрюмов,
В М. Ягнятинский, 1991-
Повышение надежности и продолжительности
работы батареи в различных условиях — пробле-
ма, постоянно занимающая специалистов авто-
транспортных предприятий и водителей.
При написании книги авторы исходили из поло-
жения, что конструкция современных батарей в
традиционном понимании не ремонтопригодна. Не
претендуя на полноту охвата всех вопросов, имею-
щих отношение к стартерным аккумуляторным ба-
тареям, авторы стремились раскрыть специалис-
там и автолюбителям те качества и особенности
батарей, которые определяют режим их исполь-
зования, надежность и продолжительность работы
с учетом условий эксплуатации.
В книге приведен также материал по результа-
там работы стартерных батарей на автомобилях
различного назначения, в том числе и совре-
менных батарей с малосурьмяными электродами.
Отдельные вопросы даны для более глубокого
понимания читателями связи параметров изде-
лий электрооборудования, режима и условий
работы автомобиля с состоянием заряженности
и сроком службы аккумуляторных батарей.
Отзывы и предложения авторы примут с благо
Дарностью и просят направлять их до адресу изда
тельства «Транспорт».
з
СТАРТЕРНЫЕ АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
ВЧВ»А, СЕГОДНЯ, ЗАВТРА
Свинцовые аккумуляторы имеют более чем 100-
летнюю историю и являются наиболее массовым и
дешевым из химических источников тока.
Первая аккумуляторная батарея, которую
французский ученый Гастон Планте (1834—1889)
изготовил и подарил в 1860 г. Французской Ака-
демии наук, имела общую активную площадь
электродов 10 м2. Электроды поверхностного типа
имели очень большую массу и требовали длитель-
ных формировочных циклов с периодическим из-
менением полярности электродов. Этот процесс
продолжался несколько месяцев, а иногда до двух
лет.
Создание в 1881 г. Фолькмаром (1847—1884)
пластин решетчатой конструкции стало той осно-
вой, на которой бурно начал развиваться наиболее
эффективный вид аккумуляторов.
Технические характеристики аккумуляторов с
решетчатыми пастированными пластинами за
прошедшее столетие существенно повысились как
в отношении удельных электрических характерис-
тик, так и долговечности. Лучшие образцы акку-
муляторов того времени имели удельную энергию
по массе, равную 7—8 Вт-ч/кг, и долговечность
около 100 зарядно-разрядных циклов. Лучшие
образцы современных стартерных батарей дости-
гают 36—42 Вт-ч/кг, а долговечность в зависи-
4
мости от исполнения батарей составляет 200—400
циклов, причем у батарей с повышенной удельной
энергией долговечность несколько ниже.
В нашей стране аккумуляторная промышлен-
ность долго была очень маломощной и сложилась
в самостоятельную отрасль только к 1940 г.: был
создан ряд заводов, где имелись уже свои квали-
фицированные кадры. В этот период было создано
большое количество новых видов изделий, в том
числе первые батареи для мотоциклов, стартерные
батареи в корпусах-моноблоках из эбонита и ас-
фальтопековой пластмассы.
В послевоенный период вслед за восстановле-
нием эвакуированных заводов начались работы по
их реконструкции, оснащению новым, прогрессив-
ным в тот период оборудованием, работы по соз-
данию и внедрению новых батарей для новых мо-
делей автотракторной техники.
В 50-е годы были освоены батареи для автомо-
билей МЗМА (ныне АЗЛК) и ГАЗ типов 6СТ-42,
6СТ-54 и 6СТ-68 в эбонитовых моноблоках с синте-
тическими сепараторами взамен деревянных, при-
менявшихся ранее во всех видах свинцовых бата-
рей.
В начале 60-х годов начинается быстрый прог-
ресс автомобильного и сельскохозяйственного ма-
шиностроения, развитие транспорта, что вызывает
к жизни целый ряд новых разработок в области
стартерных батарей. Это батареи ЗТСТ-195 для
тракторов МТЗ, 3TCT-135 для тракторов ВТЗ и
автобусов ЛАЗ, 6ТСТ-45 для каскадных систем
пуска* на всех видах сельскохозяйственных и
* Система пуска, включающая промежуточный пусковой
бензиновый двигатель. *
5
дорожно-строительных машин, 6ТСТ-120—для
комбайнов и 6ТСТ-165 для промышленных тракто-
ров и большегрузных автомобилей. Эти батареи
выпускались в эбонитовых моноблоках и имели
комбинированный сепаратор (мипласт + стекло-
волокно) для повышения долговечности в эксплуа-
тации.
В 70-годы проведены технологические работы
по созданию коррозионностойких свинцовых спла-
вов, повышению коэффициента использования ак-
тивных масс и упрочнению их за счет применения
синтетических волокон, созданию эффективных
расширителей для отрицательного электрода. Это
позволило уже с 1980 г. отказаться от примене-
ния стекловолокна В’ стартерных батареях и су-
щественно снизить материалоемкость батарей при
повышении на 20 % их стартерных характеристик.
В это же время разработаны и освоены первые
отечественные аккумуляторные батареи в тонко-
стенных моноблоках из сополимера пропилена с
этиленом с общей крышкой. К настоящему време-
ни выпуск таких батарей составляет 25 % от об-
щего объема производства.
Прогресс в автомобилестроении приводит к
росту единичной мощности автомобильных двига-
телей при снижении удельного расхода топлива за
счет повышения степени сжатия в камере сгора-
ния двигателя.
Это требует соответствующего роста мощнос-
ти стартерногр разряда аккумуляторной батареи.
При этом и одновременно с этим с целью улуч-
шения экономичности автомобиля необходимо
снижать массу автомобиля и комплектующих из-
делий, в том числе батареи как одного из наибо-
лее тяжелых.
6
Поэтому задача совершенствования свинцовых
стартерных батарей, являющихся в настоящее
время главным источником энергии для пуска
двигателей внутреннего сгорания, сохраняет и се-
годня свою актуальность, несмотря на более чем
столетнюю его историю.
На большом количестве типов автотракторной
техники, к характерным представителям которой
можно отнести большегрузные автомобили между-
городных перевозок, загородные и междугородные
автобусы, колесные тракторы, работающие на
транспортных сельхозработах, после запуска дви-
гателя батарея работает длительное время в усло-
виях постоянного подзаряда и разрядам (кроме
стартерных или аварийных) не подвергается. Эти
батареи являются типично стартерными и конст-
руктивно построены таким образом, чтобы форси-
ровать стартерную мощность при отрицательных
температурах.
Другой типичной группой автотракторной тех-
ники являются автомобили для внутригородских
перевозок, строительно-дорожные машины с гид-
равлическими приводами, такси с радиотелефона-
ми и другая аналогичная техника, при работе
которой батарея служит не только для пуска дви-
гателя, но и используется для покрытия повышен-
ного энергопотребления электрооборудованием в
буферном режиме, т. е. работает в режиме доста-
точно глубокого циклирования (до 50 % от номи-
нальной емкости).
Создание батарей для такой техники требует
несколько иного подхода. Эти аккумуляторные
батареи должны быть менее форсированными по
мощности, но более устойчивыми к глубоким раз-
рядам.
7
Каковы же пути решения стоящих перед ак-
кумуляторной промышленностью задач на пути
создания изделий, удовлетворяющих возрастаю-
щие требования автотракторной техники, которые
и определяют основные тенденции развития этого
вида источников тока.
Главное — это оптимизация всех входящих в
состав аккумуляторной батареи узлов и деталей.
Оптимизация вспомогательных токоведущих и
корпусных деталей на базе применения современ-
ных термопластичных материалов (блоксополимер
пропилена с этиленом) и автоматизация процес-
сов сборки позволила сократить массу свинца в
батареях на 5—7 %, а массу батареи в целом на
15—20 %. Выпуск таких изделий с 1984 г. осущест-
вляется серийно.
В настоящее время основными объектами оп-
тимизации в стартерных батареях являются конст-
рукция токоотводов, на долю которых приходится
более 40 % всего свинца батареи или около 27 %
ее полной массы, а также оптимизация электродно-
го блока с целью обеспечения заданных парамет-
рических требований при минимальных массе и
объеме.
Повышение пусковой мощности батареи тре-
бует минимизации всех внутренних потерь. Поэто-
му следующей основной задачей на пути прогресса
стартерных батарей является снижение потерь в
межэлектродном зазоре, где находятся сепараторы
и электролит, на долю которых приходится сум-
марно от 40 до 50 % потерь напряжения.
За счет использования современных методов
конструирования и оптимизации изделий, примене-
ния новых материалов и совершенствования тех-
нологических процессов в недалеком будущем
8
можно будет значительно (в 1,4—1,6 раза) повы-
сить мощностные характеристики стартерных ба-
тарей, что позволит получать высокие пусковые
характеристики при температурах —25...— 30 °C,
обеспечить возможность их эксплуатации в тече-
ние всего срока службы без доливки воды.
Широкое развитие нетрадиционных видов
энергии (солнечная и ветровая), внедрение в тех-
нику и быт компьютеров и видеосистем требуют
соответствующего обеспечения аккумулирования
излишков энергии и покрытия пиковых и аварий-
ных нагрузок. Поэтому возникает потребность но-
вого класса батарей — буферных и аварийных
малогабаритных источников. Для этих целей могут
подойти свинцовые батареи с загущенным или им-
мобилизованным электролитом, называемые так-
же «герметизированными» батареями. За счет оп-
тимизации эксплуатационных зарядных режимов в
будущем возможно использование таких батарей и
на автотракторной технике.
В связи с постепенным неуклонным приближе-
нием к предельным показателям совершенствова-
ния традиционных свинцовых батарей с пастиро-
ванными пластинами в настоящее время широко
развертываются поиски альтернативных конструк-
тивно-технологических решений, в частности, это
возобновление работ по биполярным высоковольт-
ным аккумуляторам. Кроме того, ведутся поиски
новых электрохимических пар для создания мощ-
ных батарей, таких, как свинец-водород или алю-
миний-воздух, в которых одним из электродов яв-
ляется газовый электрод. Основное преимущество
таких аккумуляторов — снижение массы в 1,5—
1,6 раза против традиционных электрохимичес-
ких систем.
9
л Глава 1
УСТРОЙСТВО И ХАРАКТЕРИСТИКИ
СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
1.1. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СТАРТЕРНЫМ
АККУМУЛЯТОРНЫМ БАТАРЕЯМ, МАРКИРОВКА БАТАРЕЯ
Стартерные аккумуляторные батареи для авто-
тракторной техники должны удовлетворять сле-
дующим основным требованиям:
обладать малым внутренним сопротивлением
для обеспечения минимальных потерь напряжения
внутри батареи и, следовательно, высокого раз-
рядного напряжения на полюсных выводах бата-
реи при необходимом для питания стартера раз-
рядном токе, сила которого в 3—5 раз превышает
номинальную емкость батареи;
иметь высокие удельные электрические харак-
теристики, т. е. достаточно большую емкость при
минимально возможных размерах и массе батареи;
сохранять достаточно высокие характеристики
при низких температурах, поскольку в таких усло-
виях пуск двигателя особенно затруднен вследст-
вие значительного (в 3—4 раза) увеличения мощ-
ности, потребляемой системой пуска машины;
обладать по возможности минимальным объё-
мом необходимого технического обслуживания, не
требующего от обслуживающего персонала спе-
циальной подготовки, а также использования
сложного и дорогостоящего оборудования;
иметь высокую механическую прочность, соот-
ветствующую условиям эксплуатации машин, на
которых батареи установлены;
10
иметь достаточно длительный срок службы, по
возможности близкий или кратный срокам меж-
ремонтного периода машины;
обладать незначительным саморазрядом;
иметь невысокую стоимость.
Комплексу вышеперечисленных требований в
наибольшей степени удовлетворяют аккумулятор-
ные батареи свинцово-кислотной системы, которые
вот уже много десятилетий являются основным
источником энергии для пуска двигателей авто-
тракторной техники.
Свинцовые стартерные аккумуляторные бата-
реи выпускаются согласно ГОСТ 959.0—84Е [4] и
техническим условиям на каждый конкретный тип
батареи.
В соответствии с требованиями названного
стандарта условное обозначение батареи емкостью
свыше 30 А-ч состоит из цифр и бущ! и строится
по следующей структуре:
1) цифра, указывающая число последователь-
но соединенных аккумуляторов в батарее (3 или
6), характеризующее ее номинальное напряже-
ние (соответственно 6 или 12В);
2) буква, обозначающая тип электрохимичес-
кой системы (С — свинцовая);
3) буква, характеризующая назначение бата-
реи по функциональному признаку (Т — стартер-
ная);
4) число, указывающее номинальную емкость
батареи в ампер-часах при 20-часовом режиме
разряда, которое отделяется от предыдущей час-
ти обозначения дефисом (черточкой);
5) буквы или цифры, которые содержат допол-
нительные сведения об использовании батареи
(А — в пластмассовом корпусе-моноблоке с общей
11
Таблица 1. Номенклатура и основные параметры свинцовых
и тракторной
Обозначение (тип) и исполнение батареи Габаритные размеры, мм
Длина Ширина Высота
Традиционные
ЗСТ-150ЭМ*1
ЗСТ-155ЭМ
ЗСТ-215ЭМ*1*2
ЗСТ-215А*2
324 ±2
324 ±2
426±i
425 ±1,5
175± 1
175± 1
194±5
174± 1
236^2
236±?
240 ±2
238 ±2
Традиционные
6СТ-50ЭМ
6СТ-50А
6СТ-55ЭМ*’
6СТ-60ЭМ
6СТ-75ЭМ
6СТ-75ТМ
6СТ-75А*1
6СТ-90ЭМ*2,
6СТ-132ЭМ*2
6СТ-182ЭМ*2
6СТ-190ТМ*2*3
6СМ90А*2- *3
258±2
230±1
260±2
280±3
356±?5
356 ±2
340 ±2
419±1,5
510±4
520±2
582 ±5
524 ±1
174± 1
174 ± 1
172±? -
180+2.5
176± 1
176±2
168±2
185± 1
209±2
280±2
236+2
239 ±1
234±з
222 ±2
223 ±3
237-г
236+},6
233+ f ,6
232 ±2
236±г
241 ±3
240±3
2364-2
241 ±2
Необслуживаемые
6СТ-55А
6СТ-66А*2
6СТ-77А*2
'6СТ-110А*2,*3
241,5+0,5
301+0,5
339,1 +1
330±1
175_о,7
175-0,5
175-0,5
239—о,8
210-4
210_3
210-з
230-з
12
стартерных аккумуляторных батарей для автомобильной
техники
Масса батареи, кг
без электро- с электро-
лита литом
Номер технических
условий на батарею
6-вольтовые батареи
21,1
22,7
32,5
24,8
27,2
28,8
41,5
33,9
ТУ 16-563.047—86
ТУ 16-729.169—79
ТУ 16-563.049—86
ТУ 16-563.009—84
12-вольтовые батареи
. 15,9
11,9
17,4
19,2
23,3
21,7
19,5
27,6
39,2
54,9
56,1
43,5
20,8
16,3
21,0
24,7
30,3
28,1
25,4
35,0
49,8
69,6
70,6
58,5
ТУ 16-563.038—86
ТУ 16-563.016—86
ТУ 16-563.039—86 :
ТУ 16-563.040—86
ТУ 16-563.041—86
ТУ 16-563.042—86
ТУ 16-729.118—81
ТУ 16-563.043—86
ТУ 16-563.045—86
ТУ 16-563.048—86
ТУ 16-529.951—78
ТУ 16-729.384—83
12-вольтовые батареи
11,2
13,3
15,2
23,3
16,5
19
22,1
32,5
ТУ 16-563.032—86
ТУ 16-89 ИЛАЕ. 563.412.010 ТУ
ТУ 16-88 ИЛАЕ 563.412.014 ТУ
ТУ 16-88 ИЛАЕ 563.413.007 ТУ
13
Продолжение табл. 1
Обозначение (тип) и исполнение батареи Номинальная емкость бата- Ток кон- Основная
реи при режи- ме разряда, А-ч троль- иого разря- да при 1Я°С применяемость батарей
20-ча- совом 10-ча- совом А
Традиционные 6-вольтовые батареи
ЗСТ-150ЭМ 150 135 450] Автобусы ЛАЗ, трак- торы МТЗ-5М, -7М,
ЗСТ-155ЭМ 155 135 465 J Т-25, Т-16М
ЗСТ-215ЭМ*', *2, 215 195 245 Тракторы МТЗ и ЮМЗ
ЗСТ-215А*2 с поямым пуском
Традиционные 12-вольтовые батареи
6СТ-50ЭМ 50 45 150 Тракторы с каскадной системой пуска Т-40,
6СТ-50А 50 45 175 Т-74; Т-90; МТЗ, ДТ-75
6СТ-55ЭМ’1 55 50 255 ВАЗ (все модели до 1985 г.)
6СТ-60ЭМ 60 54 180 Легковые автомобили
ГАЗ, УАЗ (все моде- ли) , РАФ
6СТ-75ЭМ, 75 68 225 Грузовые автомобили
6СТ-75ТМ, ГАЗ с бензиновым двигателем
6СТ-75А, 90 81 270 ЗИЛ (все грузовые
6СТ-90ЭМ'2 модели с бензиновым двигателем)
6СТ-132ЭМ*2 132 120 396 БелАЗ
6СТ-182ЭМ*2 182 165 546 MA3-5335 и модифи- кации, КрАЗ-256 и мо- дификации, МоАЗ-522 и модификации, трак- торы К-700, Т-220, Т-330
14
Окончание табл. 1
Обозначение (тип) и исполнение батареи Номинальная емкость бата- реи при режи- ме разряда, А-ч Ток кон- троль- ного разря- да при —18°С А Основная применяемость батарей
20 -ча- совом 10-ча- совом
6СТ-190ТМ*2' *3 190 170 570| КамАЗ
6СТ-190А*2- *3 190 170 570/
Необслуживаемые 12-вольтовые батареи
6СТ-55А 55 50 255 АЗЛК-2141, ВАЗ вып. с 1985 г.
6СТ-66А 66 60 300 ГАЗ-24-10, -3102, УАЗ
6СТ-77А’2 77 70 350 ГАЗ (грузовые с бен- зиновым двигателем)
6СТ-110А’2- *3 110 100 470 ГАЗ (грузовые с ди- зельным двигателем)
батарея снята с производства и выпускается для поставок
иа технику, находящуюся в эксплуатации (для ремонтных целей).
*2 Батарея снабжена ручками для переноски.
*3 Батарея имеет выводы под болты.
крышкой, 3 — залитая электролитом и заряжен-
ная, Л — необслуживаемая) и применяемых для
ее изготовления материалах (Э — корпус-моно-
блок из эбонита; Т — моноблок из наполненного
полиэтилена, М — сепаратор из поливинилхлори-
да типа «мипласт», Р — сепаратор из мипора),
Ф — хладостойкая мастика).
Например, условное обозначение батареи
«6СТ-55ЭМ» указывает, что батарея состоит из
шести последовательно соединенных аккумулято-
ров (следовательно, ее напряжение 12 В) свин-
цовой электрохимической системы, предназначена
15
для стартерного пуска двигателя, номинальная
емкость батареи равна 55 А-ч при 20-часовом ре-
жиме разряда, корпус (моноблок) батареи сделан
из эбонита, сепаратор из мипласта (прил. 11).
Условное обозначение батареи «6СТ-55АЗЛ»
указывает, что в отличие от первой батареи она
изготовлена в пластмассовом моноблоке с общей
крышкой, выпускается в необслуживаемом* ис-
полнении, поставляется потребителю залитой
электролитом и полностью заряженной.
Кроме условного обозначения, маркировка ба-
тареи должна содержать следующие данные:
товарный знак завода-изготовителя (прил. 3);
знаки полярности « + » и (или) «—»;
дату изготовления (две цифры — месяц, две
цифры — год изготовления);
обозначение технических условий (ТУ) на ба-
тарею;
массу батареи в состоянии поставки;
На аккумуляторных батареях с общей крыш-
кой, в том числе необслуживаемых, дополнитель-
но маркируют номинальную емкость в ампер-часах
и номинальное напряжение в вольтах.
Если ток стартерного разряда превышает но-
минальную емкость более чем в 3 раза, то его
величина также указывается в составе маркиро-
вочных данных.
Номенклатура свинцовых стартерных аккуму-
ляторных батарей для автотракторной техники,
выпускаемых в настоящее время промышленно-
стью для отечественных машин, приведена в
табл. 1.
* Термин «необслуживаемое исполиение> — условный, так
как обслуживать батареи все же требуется, хотя и в значи-
тельно меньшем объеме.
16
1.2. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
В СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРАХ
Электрический аккумулятор, в том числе свин-
цово-кислотный,— это устройство, в котором хи-
мическая энергия заложенных в него активных
веществ непосредственно преобразуется в электри-
ческую энергию при протекании электрохимичес-
ких реакций. Такое устройство называется также
химическим источником тока (ХИТ).
Химический источник тока, состоящий из элект-
родов и электролита, заключенных в один сосуд,
предназначенный для разового или многократного
разряда, образует гальванический элемент (ГЭ).
Первичные ХИТ представляют собой устройст-
ва, которые могут быть использованы для однора-
зового непрерывного или прерывистого разряда.
Вторичные ХИТ — это устройства, предназна-
ченные для многократного использования за счет
восстановления химической энергии веществ путем
протекания электрического тока в направлении,
обратном направлению тока при разряде (обрати-
мые ХИТ).
Таким образом, можно сказать, что электри-
ческий аккумулятор представляет собой вторич-
ный ХИТ, выполненный в виде гальванического
элемента. Он служит для накопления и хранения
электрической энергии (в виде химической энергии
активных материалов) с целью последующего ее
использования.
Вещества положительного и отрицательного
электродов получают из свинцового порошка, сос-
тоящего в основном из окиси свинца (РЬО), сме-
шанного с раствором серной кислоты (H2SO44-
+ Н2О), путем электрохимического формирования
17
в растворе серной кислоты. Они представляют
собой относительно жесткий электронопроводя-
щий каркас, пронизанный большим количеством
пор, диаметр которых составляет 1—5 мкм для
губки двуокиси свинца (положительной активной
массы) и 5—10 мкм для губчатого свинца (отри-
цательной активной массы) при объемной порис-
тости около 50 % в заряженном состоянии.
Активными веществами заряженного свинцо-
вого аккумулятора, принимающими участие в то-
кообразующем процессе, являются: на положи-
тельном электроде — двуокись свинца РЬО2 (тем-
но-коричневого цвета), на отрицательном — губ-
чатый металлический свинец РЬ (серого цвета)
и электролит — водный раствор серной кислоты
(H2SO4 + H2O).
Часть серной кислоты в водном растворе всег-
да диссоциирована на положительные ионы водо-
рода Н+ и отрицательные сульфат-ионы SO?-.
Разряд аккумулятора. Схема электрохимичес-
ких процессов, протекающих при разряде свинцо-
вого аккумулятора, показана на рис. 1. Свинец
отрицательного электрода частично растворяется
в электролите и окисляется с образованием поло-
жительных ионов РЬ2+.
При этом освободившиеся избыточные элект-
роны сообщают электроду отрицательный заряд и
начинают движение по замкнутому участку внеш-
ней цепи к положительному электроду.
Положительные ионы свинца РЬ2+ вступают в
реакцию с отрицательными сульфатными ионами
SO2- с образованием сульфата свинца PbSO4,
который имеет незначительную растворимость и
поэтому осаждается на поверхности отрицатель-
ного электрода. Таким образом, в процессе разря-
18
Отрицатель-
ный электрод
Электролит
Положитель-
ный электрод
Негодные
продукты
Процесс
ионизации
Пкоодразую-
гций процесс
Конечные
продукты
разряда
Pb
ZHiSO' , 2Нг0
2e+Pb
РЬ50ч
PbOzy
Pb‘-2e
ЬНго
, Pb'f+
PbSOt
Рис. 1. Схема электрохимических процессов при разряде
свинцового аккумулятора
да аккумулятора активная масса отрицательного
электрода преобразуется из губчатого свинца в
сернокислый свинец с изменением серого цвета на
светло-серый.
Двуокись свинца РЬО2 положительного элект-
рода растворяется в электролите в значительно
меньшем количестве, чем свинец отрицательного
электрода. При взаимодействии с водой РЬО2 дис-
социируется, образуя ионы четырехвалентного
свинца РЬ4+ и ионы гидроксила ОН-:
РЬО2+2Н2О->-РЬ (ОН) 4->-Pb4 + + 4ОН-.
Ионы РЬ4+ сообщают электроду положитель-
ный потенциал и, присоединяя электроны, при-
19
-_111Ие по внешней цепи от отрицательного
тпАпа восстанавливаются до ионов двухва-
лентного свинца РЬ2+ согласно уравнению:
Ионы РЬ2+ взаимодействуют с ионами SO4 ,
обпазуя сернокислый свинец PbSO4, который по
Сказанной выше причине также осаждается на
поверхности положительного электрода, как это
имело место на отрицательном электроде. Актив-
ная масса положительного электрода по мере раз-
ряда преобразуется из двуокиси свинца РЬО2 в
сернокислый свинец PbSO4 с изменением ее цвета
из темно-коричневого в светло-коричневый.
Следовательно, в результате разряда аккуму-
лятора активные материалы положительного и от-
рицательного электродов преобразуются в суль-
фат свинца PbSO4. При этом расходуется сер-
ная кислота на образование сульфата свинца и
образуется вода из ионов Н+ и ОН-, что приво-
дит к снижению плотности электролита при раз-
ряде. Теория, объясняющая ход этих процессов,
носит название теории двойной сульфатации. Сог-
ласно этой теории, реакции разрядного и заряд-
ного процессов свинцового аккумулятора описы-
ваются следующими уравнениями:
на положительном электроде
Pb°2+2с+4Н+ + SOl-->PbSO4 + 2Н2О;
на отрицательном электроде
Pb-2e + SOl-->PbSO4;
суммарная реакция
2о Pb°2+Pb + 2H2SO4^2PbSO44-2H2O.
Продукты
разряда
Процесс
ионизации
Использова-
ние заряд-
ного тока
Конечные
продукты
заряда
Рис 2 Схема электрохимических процессов при заряде
свинцового аккумулятора
Необходимо обратить внимание на то, что на
каждые две израсходованные молекулы серной
кислоты (см. средний столбец рис. ) Р
четыре молекулы воды. Но, чит
же самое время две молекулы в°ДЬ1 расходую^
на гидратацию, в итоге об аз
,,рГГ .
присутствуют в небел L и воды (Н+ он (
фата свинца (РЬ . » ‘ ,сточиика постоянного
Под влиянием напряжен аккумулятор, во
тока, в цепь которого’ "я Направ.ленноеРдви
внешней цепи устанавл
жение электронов к отрицательному выводу ак
КУМДвуХентные ионы свинца у отрицательного
электрода нейтрализуются (восстанавливаются)
поступившими двумя электронами, превращая ак
тивную массу отрицательного электрода в мет. л-
лический губчатый свинец. Ионы SO4 и Н об-
разуют серную кислоту:
PbSO4 + 2e-^Pb + SOI-
у положительного электрода под действием
зарядного тока двухвалентные ионы свинца РЬ +
отдают два электрона, окисляясь в четырехва-
лентные ионы свинца РЬ4 + . Последние, соединяясь
через промежуточные реакции с двумя ионами
кислорода, образуют двуокись свинца РЬО2, ко-
торая выделяется на электроде. Ионы SO4- и
Н+ так же, как и у отрицательного электрода,
образуют серную кислоту, в результате чего при
заряде растет плотность электролита. Суммарная
реакция зарядного процесса имеет вид
PbSO4 -|- 2Н2О-> РЬО2 + Pb + 2H2SO4.
Когда процессы преобразования веществ в ак-
тивных массах положительного и отрицательного
электродов окончены, плотность электролита пе-
™LaeT изменяться» что служит признаком конца
ж^Л\аККУМУЛЯТ0Р°в Г1рн дальнейшем продол-
тичрскл/£ЯДа ПРОИСХ°ДИТ интенсивное электроли-
котопыр разложение воды на кислород и водород,
вых РпучыпкЛеЛЯЯСЬ И3 электРолита в виде газо-
чтотакжрРспК\°В’ создают эффект его «кипения»,
процес^ УЖИТ признаком окончания зарядного
22
1.3. УСТРОЙСТВО АККУМУЛЯТОРОВ И БАТАРЕЙ
Свинцовые стартерные аккумуляторные бата-
реи в зависимости от типа имеют свои конст-
руктивные особенности, однако в их устройстве
много общего.
В соответствии с определением аккумулятора
как гальванического элемента, предназначенного
для многократного использования, все аккумуля-
торы состоят из разноименных электродов и
электролита, помещенных в один сосуд. Однако
в зависимости от применяемых материалов для
корпусных деталей, конструктивных и технологи-
ческих, а также эксплуатационных особенностей
различают традиционные аккумуляторные батареи
и батареи, не требующие обслуживания в условиях
эксплуатации (необслуживаемые или безуход-
ные).
В свою очередь, традиционные батареи соби-
раются в корпусах из эбонита с отдельными крыш-
ка и герметизирующей мастикой или в пласт-
массовых корпусах с общей крышкой. Рассмотрим
более подробно устройство различных исполнении
аккумуляторных батарей.
1.3.1. Батареи с отдельными крышками
Аккумуляторные батареи (рис.
одном многоячеечном ,б°н‘‘тов°3еленном перего-
вом сосуде — моноблоке 2, Р п0 числу акку.
родками 16 на отде» днеР каждой камеры
муляторов в батарее i , которые ус-
имеются по 4 ОПОРНЬ1<‘ "p й чаСтью электроды 3,
танавливаются своей ниж 23
Рис 3. Устройство свинцовой стартерной аккумуляторной
батареи с отдельными (аккумуляторными) крышками-
/ — опорные призмы, 2—моноблок, 3— электрод отрицательный;
4 — сепаратор, 5 — электрод положительный; 6 — мостик, 7 — ши
ток, 8—борн, 9, 14—полюсные выводы, 10—мастика, II—проб-
ка. 12—перемычка, 13 — вентиляционные отверстия, 15—крышка;
16—перегородка
5 и сепараторы 4. Пространство между дном мо-
ноблока и верхней частью опорных призм высо-
той 15—20 мм служит для накапливания шлама,
образующегося вследствие оплывания в процессе
эксплуатации частиц активной массы положитель-
х ЭлектР°Дов, что предотвращает замыкание
амом разноименных электродов.
каждой камере моноблока помещен элект-
родный блок, состоящий из чередующихся поло-
жительных и отрицательных электродов, разделен-
ных сепараторами.
Электрод каждой полярности состоит из актив-
ной массы и решетчатого токоотвода, выполняю
щего одновременно и функцию удержания актив
ной массы.
Токоотвод свинцового аккумулятора (рис 4)
представляет собой решетчатую сетку, состоящую
из вертикальных или наклонных ребер и горизон-
тальных жилок 4, расположенных внутри рамки 2
В верхней части токоотвода имеется токоотводя
щее ушко 1, которое служит для соединения
электродов между собой в электродный блок пос-
редством свинцового мостика 6 (см. рис. 3), а в
нижней части — ножки 3, которыми электрод опи-
рается на призмы на дне моноблока. К мостику,
соединяющему одноименные электроды, прива-
ривается борн 8, который служит наружным токо-
отводом аккумулятора.
Соотношение между количеством положитель-
ных и отрицательных электродов зависит от требо-
ваний, предъявляемых к аккумуляторной батарее,
причем число положительных и отрицательных
электродов может отличаться друг от друга не о
лее чем на одну единицу.
Традиционно количество отрицательных эле -
родов было на единицу больше, чем п^житеклаьк
ных Пои этом положительные электрод ,
ных. при этом отрицательных, а
правило, на 10—2U 0 толще шину
крайние отрицательные электрод
на 40 /о меньше „„..ци в п<эследние годы ис-
В результате пР0В^енн“ п ОИЗВОдство внедре
следовании в промыш л« вРкоторых количество
ны аккумуляторные батаре ,
25
ИС 4 Токоотводы аккумуляторных электродов Верхним
РЯД токоотводы необслуживаемых, нижний — традиционных
атареи, справа—токоотводы положительного, слева — от-
рицательного электродов:
ушко, 2 рамка; 3— ножки, 4— вертикальные ребра и гори
зонтальные жилки (сетка токоотвода)
Zb
положительных электродов равно количеству от
рицательных, а также имеющие положительных
электродов на один больше, чем отрицательных
В этих случаях оба электрода имеют одинако-
вую толщину.
Следует отметить, что все три варианта конст-
рукции электродного блока равноценны с точки
зрения долговечности, а материалоемкость вари-
анта с крайними положительными электродами
является минимальной.
Сепараторы (рис. 5), проложенные между раз-
ноименными электродами, служат для предотв-
ращения замыкания электродов, но при этом обес-
печивают возможность переноса электролита от
одного электрода к другому. Они представляют
собой тонкие (1—2 мм) листы из пористого
кислотостойкого материала: микропористой пласт-
массы (мипласт, поровинил, полиэтилен) или мик-
ропористой резины (мипор). Сторона сепаратора,
обращенная к положительному электроду, для
улучшения доступа электролита выполнена реб-
ристой. Небольшие ребра высотой 0,15 —0,2 мм
выполняют и со стороны, обращенной к отри-
цательному электроду, что снижает вероятность
«прорастания» сепаратора в эксплуатации и улуч
шает условия диффузии и конвекции электролита
около отрицательного электрода.
В верхней части электродного блока Уста
ливается перфорированный предохранит *
щиток, защищающий верхние ромкиi Р т^м.
от механических повреждении пр -
пературы, уровня и Остановки элект-
Каждыи аккумулятор поелг у а(ОТ от.
родного блока в.камеру мои а * пласт
дельной крышкой (рис. о; 27
увеличено увеличено
В-в
увеличено
Рис 5. Сепараторы свинцовых стартерных аккумуляторных
батарей а—из мипласта (спеченного поливинилхлорида),
б—полиэтиленовый; в—из мипора
массы. В крышке выполнены два отверстия с за-
литыми в них свинцовыми втулками для выводных
борнов электродного блока и одно резьбовое для
заливки электролита и периодического обслужива-
ния аккумулятора в процессе эксплуатации.
Резьбовое отверстие после заливки электроли-
та закрывается резьбовой пробкой из полиэтиле-
, ^ис 6 Крышка аккумулятора;
свинцовая втулка, 2 — отверстие для выхода борна, 3— зали-
> иая горловина, 4 — пластмасса (эбонит)
2»
Рис 7 Вентиляционные аккумуляторные пробки
а — пробка с вставным отражателем из винипласта и уплотнитель
ным резиновым кольцом, б — лепестковая пробка без резинового
кольца
на (рис. 7,а), имеющей небольшое (02—3 мм)
вентиляционное отверстие, предназначенное для
выхода газов во время эксплуатации.
Для предотвращения вытекания электролита
при эксплуатации между уплотнительным борти-
ком корпуса 1 пробки и заливочной горловиной
крышки устанавливают резиновую шайбу 3, а сама
пробка снабжена отражателем 4. В последнее
время в производстве стали применяться пробки
новой конструкции (рис. 7,6) с лепестковым
отражателем 6, а также с уплотнительными эле
ментами из пластмассы 5, выполненными на борти-
ке пробки. Такие пробки Устанавлива^/рс”
волнительного резинового кольца и о
надежную герметизацию горловинь
деформационному уплотнению герме РУ
приливов на бортике пробки ^^япя-
Для герметичной укупорки новых сухоз р
женных батарей в верхней част
«жтиляционным отверстием выполнен глухой при-
вентиляи ив поы)е заливки электролита в
Лятавею необходимо обязательно срезать для
обеспечения нормальной эксплуатации, о чем име-
ется соответствующая надпись на верхней части
К0₽Этектродный блок, установленный в камеру мо-
ноблока и закрытый крышкой, представляет собой
отдельный аккумулятор с номинальным напряже-
нием 2 В. Соединение аккумуляторов в батарею
осуществляется с помощью перемычек — межэле-
ментных соединений (см. рис. 3).
Для последовательного соединения аккумуля-
торов в батарее выводной борн аккумулятора, ко-
торый приварен к положительным электродам, сое-
диняют с выводным борном соседнего аккумулято-
ра, приваренным к отрицательным электродам, и
так далее.
При сварке межэлементных соединений проис-
ходит расплавление и прочное соединение борна,
втулки и межэлементной перемычки, что обеспе-
чивает хорошую электрическую проводимость это-
го ответственного узла батареи и герметичность
аккумуляторов
К выводным борнам крайних аккумуляторов
батареи приваривают полюсные выводы для соеди
нения аккумуляторной батареи с внешней электри-
ческой цепью (см. рис. 3). Выводы согласно меж-
дународным стандартам МЭК и СЭВ имеют как
правило коническую форму и единые во всем мире
присоединительные размеры для наконечников
проводов (рис. 8, а).
Коническая форма выводов позволяет легко
компенсировать их износ в процессе эксплуатации
аккумуляторной батареи.
30
Рис 9. Борн (а) и перемычка (6) с медными вкладышами
Положительный и отрицательный выводы ба
тареи имеют различный диаметр, что позволяет
исключить возможность переполюсовки батареи
при подключении ее к электрической цепи транс
портного средства.
В необходимых случаях батареи имеют полюс
ные выводы с отверстиями под болт (батареи
6СТЭН-140М и 6СТ-190)—см. рис. 8, б.
Герметизация батареи в местах сопряжения
крышек со стенками и перегородками моноблока
обеспечивается обратимой битумной заливочной
мастикой. Для предотвращения протека мастики
внутрь аккумулятора на стенках и перегородках
моноблока в местах установки крышек выполне-
ны специальные уступы — посадочные места, об-
разующие замок при посадке на них крышек. В ба-
тареях старой конструкции, не имеющих посадоч-
ных мест, применяют специальные резиновые уп-
лотнительные прокладки.
м
Рие 10 ‘
2 Зак 2‘>Ь
Аккумуляторные батареи массой более 30 кг
(емкостью более 90 А-ч) имеют ручки для пере-
ярки которые крепятся с торцовых сторон моно-
бРка при помощи специальных металлических
скоб В батарее 6CT-I90 металлические ручки ус-
ыновлены в отверстия пластмассовых приливов на
торцовых стенках батареи.
В батареях большой емкости, имеющих токи
стартерного разряда более 500 А, потери напря-
жения в борнах и перемычках соизмеримы с поте-
рями напряжения в электродном блоке. С целью
уменьшения потерь в соединительных деталях и
повышения разрядного напряжения в батареях
6СТ-190, 6СТ-182 и ЗСТ-215 борны и перемычки
имеют закладные медные детали: стержень в борне
и планку в перемычке (рис. 9). Так как электро-
проводность меди примерно в 14 раз выше элект-
ропроводности свинцово-сурьмяного сплава, зак-
ладные медные детали позволяют значительно
снизить электросопротивление и массу борнов и
перемычек.
В батарее 6СТ-55ЭМ свинцовые перемычки
опущены ниже верхнего уровня крышки и залиты
мастикой. Такая конструкция позволила умень-
шить длину борнов и снизить их электросопротив-
ление и массу. Однако она не исключает примене-
ние заливочной мастики, которая в эксплуатации
не всегда обеспечивает надежную герметичность
аккумулятора, особенно в условиях жаркого кли-
мата и Крайнего Севера.
Общий вид некоторых стартерных батарей в
итовых моноблоках показан на рис. 10. На
рис 8 показана батарея в пластмассовом моно-
олоке, но с отдельными крышками.
34
1.3.2. Батареи в пластмассовых моноблоках
На долю корпусных деталей и герметизирую-
щей мастики приходится 18—20 % всей массы
аккумуляторной батареи при использовании в ка-
честве материала для этих деталей эбонита. Основ-
ной недостаток эбонитовых корпусов — относи-
тельно низкая ударная прочность (повышенная
хрупкость) при отрицательных температурах. Поэ-
тому толщина стенок эбонитовых корпусов — мо-
ноблоков составляет, как правило, 9—12 мм, а
масса — от 6 до 12 кг в зависимости от емкости
аккумуляторной батареи.
Расширение сырьевой базы аккумуляторной
промышленности за счет применения современ-
ных морозостойких термопластичных пластмасс,
таких, как блок сополимер пропилена с этиленом
(полипропилен), позволило значительно сократить
массу корпусных деталей при обеспечении высокой
механической прочности при отрицательных тем-
пературах [1].
При этом толщина стенок у полипропилено-
вого моноблока уменьшилась до 1,5 3,5 мм, а
масса снизилась более чем в^ 5 раз и состав-
ляет всего 4—5 % от суммарной массы ак у з
торной батареи с электролитом. Специфические
свойства термопластичной пластмассы о
возможность внесения коренных технологических
и конструктивных усовершенс вовании
водство стартерных аккумуляторных батарей
Благодаря эластичности п. астмассы стал° в°3
можным по-новому соединять аккумулятор
батарею — сквозь отверстия в перегор д
ноблока (рис. 12)
2*
35
Рис II Устройство необслуживаемой аккумуляторной батареи
в полипропиленовом моноблоке с общей крышкой
/ — электродный блок, 2 выводной борн, .3 — полюсный вывод,
4 вентиляционная пробка, 5 — перегородка моноблока, 6 — ручка,
Ка батареи (общая), 8 — межэлементное соединение
моноблок, 10 электрод положительный (с ножками),
ктрод отрицательный (без ножек), 12 сепаратор конверт
из поливинилхлорида
Pkkvuvn этого токоотводные борны 4 соседних
ЯТ0Р°в имеют форму трапеции и распола-
щи nvaw^nu ° отвеРстия в перегородке. При помо-
поиложрии °В В сваРочных клещах 7 машины при
вдавливярТИ осев°го Усилия часть металла борна
до гюяйприСЯ С °^еих ст°рон в полость отверстия
ия электрического контакта между со-
свинцовых аккумуляторов
Рис 12 Соединение в батарею
посредством точечной контактной электросварки.
а— соединение в исходном состоянии (перед сваркой), б _
ливание металла до создания электричесюго контакта в
соединение), .5 - перегородка "онобло^ 6 - »твеР"^/
родке, 7 — сварочные клещи, о пУ4Яв I
седними борнами внутри отверстия. Затем вклю-
чается электрический ток, и происходит контакт-
ная сварка борнов, которая обеспечивает однород-
ную структуру соединения и герметичность между
соседними аккумуляторами.
б)
38
Для батарей, например 6СТ-190А, работающих
при повышенных механических нагрузках (уда
ры, вибрация), созданы конструкция (рис. 13)
и способу соединения, обеспечивающие повышен-
ную устойчивость к таким воздействиям. При таком
способе соединение аккумуляторов производится в
две стадии. Вначале в специально выполненных
пазах на верхней части перегородки моноблока
производится газовая сварка борнов соседних ак-
кумуляторов. Затем место сварки герметизируется
путем экструзии в специальную литейную форму
пластмассы, из которой изготовлен моноблок. Об-
разующийся при этом вокруг соединения пласт-
массовый «чехол» не только надежно гермети-
зирует место сварки, но и служит дополнитель-
ным упором для электродного блока при внешних
механических воздействиях на батарею.
Использование новой конструкции межэле-
ментного соединения аккумуляторов позволяет с
одной стороны снизить потери на соединитель-
ных деталях и, таким образом, на 0,1—0,3 В повы-
сить напряжение при стартерном разряде батареи,
с другой,— уменьшить расход свинца на батареях
Рис 13. Способ соединения аккумуляторов в батарею посредст-
вом газовой сварки и герметизации пластмассой
а — перегородка моноблока с углублением и VCT/JOB
новка в моноблок электродных блоков перед св р , У .
ка после газовой сварки борнов сосед t Л /сваленного и за
для герметизации пластмассой, г вид готов ( Р
геометизиоованного) соединения аккумуляторов,
- Р Р Л9______________углубление в перегородке для сое
/ — перегородка моноблока, z , - У «торпстир r пеоегооодке
динения борнов; 3 - стенка моноблока < JXft
5 — борны (межэлементные соединение) литник .
на я форма для пластмассы, 8 - остаток литник
О**
Рис 14 Контактно тепловая сварка моноблока и обшей
крышки:
а — установка крышки на батарею, б — контактный разогрев свари
ваемых поверхностей; в— вид готового сварного соединения,
I — моноблок, 2—разогреваемая для сварки часть моноблока,
3 — разогреваемая для сварки часть крышки, 4— общая крышка,
5 — электродный блок. 6 — разогретый электрод 7 — грат, образо
вавшийся при контактной сварке
емкостью до 100 А*ч на 0,5—0,9 кг, а на бата-
реях емкостью свыше 100 А«ч — на 1,5—3,0 кг.
Использование пластмассового моноблока и
единой общей крышки на все аккумуляторы ба-
тареи позволило применить в этих батареях совер-
шенно иной метод герметизации, сделать его более
надежным при колебаниях температуры окружаю-
щей среды. Герметизация батареи осуществляет -
40
ся методом контактно-тепловой сварки моноблока
и общей крышки [2] (рис. 14) путем введения
между свариваемыми поверхностями нагретого до
240— 260 °C электрода, расплавления свариваемых
поверхностей и последующей их контактной свар-
ки после отвода электрода путем приложения вер-
тикально направленного усилия. После этого, как
показали испытания, сварное соединение обеспе-
чивает надежное сохранение герметичности как по
периметру батареи, так и между отдельными акку-
муляторами при температуре от —50 до -|-70 °C.
Перечисленные выше усовершенствования при-
менены в новой серии современных стартерных
аккумуляторных батарей, отличающихся высокой
эффективностью В нее входят типы 6СТ-50А и
ЗСТ-215А для тракторов и сельскохозяйственных
машин и 6СТ-190А для большегрузных дизель-
ных автомобилей, производство которых уже осво-
ено аккумуляторной промышленностью.
Как известно, свинцовые аккумуляторные ба-
тареи во время эксплуатации требуют периоди-
ческой (1—2 раза в месяц) доливки дистилли-
рованной воды, так как уровень электролита сни-
жается из-за ее электролитического разложения
в процессе заряда и при перезаряде, а также испа-
рения при повышенных температурах, особенно
при установке батареи под капотом. Кроме тог ,
бата ей обладают среднесуточным саморазрядом
порядка 0,5-0,8 %, который
цессе эксплуатации и после 1,5 2 л р _
личивается в 3—4 раза Поэтому при А
ном бездействии необходи о ежемесяч
жать батарею Если не соб'1Ю£»ть эт Р ’
аккумуляторная батарея вьы N.т из стр
раньше установленного ресурса 4)
Оба вышеуказанных существенных недостатка
в значительной степени устранены в необслужи-
ваемых батареях. В таких батареях содержание
стоьмы в сплаве токоотводов снижено в 2-3 раза
по сравнению с обычными батареями и состав-
ляет 2—3 %. Благодаря этому перенапряжение
выделения водорода и кислорода на аккумуля-
торных электродах повысилось. Это обеспечивает
в интервале регулируемого напряжения бортовой
сети автомобиля подзаряд аккумуляторной бата-
реи практически без газовыделения, в то время
как у традиционных батарей заметное газовыделе-
ние начинается при напряжении 14,4 В. Вместе
с тем скорость саморязряда аккумуляторной бата-
реи снижается до 0,08—0,1 % в сутки, т. е. при-
мерно в 5—6 раз.
Усовершенствование конструкции при созда-
нии необслуживаемых батарей заключается в том,
что для увеличения запаса электролита над элект-
родами без изменения высоты батареи один из
аккумуляторных электродов (например, отрица-
тельный) помещен в сепаратор-конверт, образуе-
мый двумя сваренными с трех сторон сепара-
торами (рис. 15).
В этом случае замыкание электродов разнои-
менной полярности практически исключено, поэ-
тому опорных призм у необслуживаемых батарей
нет и электродный блок установлен прямо на дно
моноблока, как показано на рис. 16. В результате
тот электролит, который раньше был под пласти-
нами и не принимал участия в работе акку-
мулятора, теперь находится над электродами и
более чем в 2 раза пополняет ту его часть,
которая может быть израсходована в период меж-
ду доливками дистиллированной воды. В итоге
42
Рис. 15. Установка электрода
в сепаратор-конверт
Рис. 16. Схематическое изображение перераспределения элект-
ролита ^необслуживаемых батареях при использовании сепа-
раторов-конвертов:
традиционная батарея; б—необслуживаемая батарея, / —
пробка; 2 — уровень электролита; 3 — электрод, 4 — сепаратор кон
верт; 5— призмы шламового пространства; 6 — се арато
доливка воды в батарею при исправном состоянии
электрооборудования будет необходима не чаще
чем 1 раз в 1,5—2 года или еще реже, если ин-
тенсивность использования автомобиля, а также
температура окружающей среды невысоки.
Рис 17 Общий вид акку-
мхляторных батарей
6СТ-50А (а), 6СТ-55АЗ
(б). 6СТ-190А (в),
ЗСТ-215А (г) и 6СТ-
НОАЗ (д)
Общий вид некоторых стартерных батарей в
пластмассовых (полипропиленовых) тонкостенных
моноблоках с общей крышкой, в том числе необ-
служиваемой (б и д), показан на рис 17. На
рис. 18 показана батарея 6СТ-190ТМ, которая
45
Рис, 18. Общий вид аккумуляторной батареи 6СТ-190ТМ (а)
и той же батареи в варианте с кожухом полюсных выво-
дов и предохранительной крышкой (6)
выпускается в пластмассовом (полиэтилен, напол-
ненный каолином) моноблоке с отдельными акку-
муляторными крышками, загерметизированными
мастикой.
46
1.3.3. Перспективы создания и освоения
производства прогрессивных типов
аккумуляторных батарей
В настоящее время в нашей стране подав-
ляющее большинство стартерных аккумуляторных
батарей выпускается в традиционном исполнении
и только около 5 % (по объему выпуска) батарей
производится в необслуживаемом варианте в по-
липропиленовом моноблоке с общей крышкой.
Кроме того, около 20 % батарей традиционного
исполнения производятся также в пластмассовом
моноблоке с общей крышкой. Это батареи 6СТ-50А
и ЗСТ-215А для пропашных тракторов и батарея
6СТ-190А для большегрузных автомобилей и
промышленных тракторов. Остальные 75 % бата-
рей собираются в эбонитовых моноблоках с
отдельными аккумуляторными крышками и герме-
тизирующей мастикой.
Разработаны и готовятся к промышленному ос-
воению необслуживаемые аккумуляторные бата-
реи 6СТ-66А, 6СТ-77А и 6СТ-110А для легковых
и грузовых автомобилей. Ведется разработка не
служиваемых аккумуляторных батарей бСТ-ЗЬА и
6СТ-44А для легковых автомобилей особо малого
класса, а также необслуживаемых батареиi 6CI-
140А и 6СТ-190А для автомобилей с
двигателями и сельскохозяйственной '
Успешное завершение начатых Р3^ и “вое
ние производства этих батареи н у_У и
ных заводах страны в 5ол ои м р ышлен.
сеть от обеспечения аккумуляторной промышлен
ности современными материалами ппоизводства
полимер пропилена с эти МД Рс
моноблоков и крышек, а также сен р к
4/
низким электросопротивлением и эластичностью,
обеспечивающей сварку конвертов для необслу
живаемых батарей В ближайшие годы ожидается
наращивание производства новых типов необ-
служиваемых аккумуляторных батарей с до
ведением к 1995 г их объема производства
до 80 % от всего выпуска стартерных батарей
1. 4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
1.4.1. Электродвижущая сила
Электродвижущей силой (ЭДС) аккумулято-
ра Е называют разность его электродных потен
циалов, измеренную при разомкнутой внешней
цепи, т е.
£ = <р+ —
где ф+ и <р —соответственно потенциалы положительною
и отрицательного электродов при разомкнутой внешней цепи, В
ЭДС батареи, состоящей из п последовательно
соединенных аккумуляторов,
Е6=пЕ
В свою очередь, электродный потенциал при
разомкнутой цепи в общем случае состоит из рав-
новесного электродного потенциала (р0, характе-
ризующего равновесное (стационарное) состояние
электрода (при отсутствии переходных процессов в
электрохимической системе), и потенциала поля-
ризации зр
Этот потенциал в общем случае определяется
как разность между потенциалом электрода при
разряде или заряде и его потенциалом в равно
весном состоянии в отсутствии тока. Однако еле
дует отметить, что состояние аккумулятора сраз>
после выключения зарядного или разрядного тока
не является равновесным вследствие различия
концентрации электролита в порах электродов и
меж электродном пространстве Поэтому электрод-
ная поляризация сохраняется в аккумуляторе до-
вольно длительное время и после отключения за-
рядного или разрядного тока и характеризует в
этом случае отклонение электродного потенциала
от равновесного значения гр0 за счет переходного
процесса, т. е. в основном вследствие диффузи-
онного выравнивания концентрации электролита
в аккумуляторе от момента размыкания внешней
цепи до установления равновесного стационар-
ного состояния в аккумуляторе:
(р = фо±Ф
Знак « + » в этом уравнении соответствует
остаточной поляризации ф после окончания заряд
ного процесса, знак « —>— после окончания раз-
рядного процесса.
Таким образом следует различать равновесную
ЭДС аккумулятора Ео и неравновесную ЭДС ак-
кумулятора в течение времени от
кания цепи до установления равновесного состоя-
ния Е (в период протекания переходного процесса)
Ео=ф^ -<Р(Г * L?
£ = <ро+-<ро )«Чо±Дф
равенствах разность равновес ныхjoy нииалов
Р - —разность потенциалов попяризации элек
В этих
электродов, В, Лф
ТРОДЭДС измеряют высокоомным вольтметром
(внутреннее сопротивление не менее 300 Ом/ВГ
Для этого вольтметр присоединяют к выводам
аккумулятора или батареи. При этом через акку-
мулятор (батарею) не должен протекать зарядный
или разрядный ток.
Если сравнить уравнения (1) и (2), увидим,
что равновесная ЭДС Ео отличается от ЭДС в не-
равновесном состоянии Е на разность потенциалов
поляризации, т. е.
А1|)=Е — Eq.
Параметр Аф будет положительным после вык-
лючения зарядного тока (Е> Ео) и отрицатель-
ным после выключения разрядного тока (£<Ео)-
В первый момент после выключения зарядного
тока Аф составляет примерной,!—0,2 В на аккуму-
лятор, а после выключения разрядного тока
0,15—0,35 В на аккумулятор в зависимости от ре-
жима предшествовавшего заряда или разряда.
С течением времени Аф по абсолютной величине
уменьшается до нуля по мере затухания переход-
ных процессов в аккумуляторах, связанных в ос-
новном с диффузией электролита в порах электро-
дов и межэлектродном пространстве.
Так как скорость диффузии сравнительно неве-
лика, время затухания переходных процессов мо-
жет составлять от нескольких часов до 2—3 сут в
зависимости от силы зарядного (разрядного) тока
и температуры электролита. Причем снижение
температуры влияет на скорость затухания пере-
ходного процесса значительно сильнее, так как с
понижением температуры ниже нуля скорость диф-
фузии снижается в несколько раз.
Равновесная ЭДС свинцового аккумулятора
Ео, как и любого химического источника тока,
зависит от химических и физических свойств ве-
Рис 19 Зависимость равновесной ЭДС и потенциалов электро
дов свинцового аккумулятора от плотности электролита
(в г/см3)
ществ, принимающих участие в токообразующем
процессе, и совершенно не зависит от размеров и
формы электродов, а также от количества актив
ных масс и электролита. Вместе с тем в свинцо-
вом аккумуляторе электролит принимает непосред-
ственное участие в токообразующем процессе на
аккумуляторных электродах и изменяет свою
ность в зависимости о? степени
кумуляторов. Поэтому равновесная ЭД С.кагора
в свою очередь является ФУ«кии™ ™
электролита [5]. будет также функцией степей
заряженности аккумулятора павновес-
Ня пис 19 представлено изменение Равн<*вес
ной ЭДС"и равновесных электродных потенциалов
- 01
в зависимости от плотности электролита. Прибли-
женно равновесная ЭДС свинцового аккумулято-
ра может быть вычислена по эмпирической фор-
муле
£о == 0»84 4- у»»
Гле « — плотность электролита при 15 С г см
Изменение ЭДС аккумулятора от температуры
весьма мало (менее 3-10“4 В/град) и при эксплуа-
тации аккумуляторов им можно пренебречь
1.4.2. Внутреннее сопротивление
Сопротивление, оказываемое аккумулятором
протекающему внутри него току (зарядному или
разрядному), принято называть внутренним соп-
ротивлением.
Полное внутреннее сопротивление аккумуля-
тора
Г = Го+Гп,
где г0—омическое сопротивление электродов, электролита,
сепараторов, вспомогательных токоведущих деталей (мосты,
борны, перемычки); г„—сопротивление поляризации, которое
появляется вследствие изменения электродных потенциалов
при прохождении электрического тока.
Сопротивление активных материалов положи-
тельного и отрицательного электродов, а также
сопротивление электролита изменяются в зависи-
мости от степени заряженности аккумулятора
1ак, например, удельное сопротивление положи-
тельной активной массы в заряженном состоянии
Pz in-* 7л Ом’см’ а отрицательной ЗХ
— Ч.1П-2П СМ Ра2Ряженном состоянии
М’См и 3-10 Ом «см соответственно
о 2
Рис 20 Зависимость удель-
ного сопротивления 35 % но-
го раствора серной кислоты
(у»=1 26 г/см3при 25°С) от
температуры
Кроме того, сопротивление электролита весьма
существенно зависит от температуры (рис. 20)
Поэтому омическое сопротивление также зависит
от степени заряженности аккумуляторной батареи
и ее температуры (рис. 21).
Рис 21. Зависимость омического сопротивления батареи 6СТ
90ЭМ от степени разряженное->♦ W, при различной темпера
туре
53
Сопротивление поляризации зависит от^сил|Ы
разрядного (зарядного) тока и «мпературы^1^не
подчиняется закону Ома (рис. 22).
быть вычислено из выражения
гп = Ф/А
где ф-поляризация, вызванная затруднениями протекания
электродного процесса на аккумуляторных электродах. В, /
величина разрядного (зарядного) тока аккумулятора, А.
Полное внутреннее сопротивление аккумулято-
ра при разряде гр и заряде г3 можно определить
по формулам:
£о-^р. ~
р— I ’ Гз
р
где ир и Ua— соответственно напряжение на полюсных выво-
дах при разряде или заряде аккумулятора; /р и /3—сила соот-
ветственно разрядного и зарядного тока, протекающего через
аккумулятор.
Внутреннее сопротивление одного аккумулято-
ра и даже аккумуляторной батареи, состоящей из
нескольких последовательно соединенных аккуму-
ляторов, незначительно и составляет в заряжен-
ном состоянии всего несколько тысячных долей
ома. Однако в процессе разряда оно существенно
изменяется.
Электрическая проводимость активных масс
уменьшается для положительного электрода при-
мерно в 20 раз, а для отрицательного в 10 раз.
Электропроводность электролита также изменяет-
ся в зависимости от его плотности (рис. 23).
1ри увеличении плотности электролита его элект-
ропроводность сначала растет, а затем вновь
У ньшается. Максимальная электропроводность
электролита соответствует плотности у.=
54
— 1,22 г/см и равна 0,74 Ом '-см1. По мере
разряда аккумулятора плотность электролита сни-
жается от 1,28 г/см3 до 1,10 г/см3 или немного
Рис 24. Зависимость удельного сопротивления сепараторов от
температуры-
/ — мипласт (ТУ 6 05 1185 75), 2—мипор (ТУ 38-165-1582 83),
3 мипласт (ТУ 6-19 081-166 84), 4 — полиэтилен
ниже, что приводит к снижению его электропро-
водности почти в 2,5 раза В результате умень-
шения электропроводности активных масс и элект-
ролита омическое сопротивление аккумулятора по
мере разряда увеличивается. В разряженном сос-
ротивление „ аккУ“У-лятора достигает
зн чения, более чем в 2 раза превышающего его
в заряженном состоянии.
56
Как видно из рис. 21 и 22, кроме состояния
заряженности существенное влияние на сопро-
тивление аккумуляторов оказывает температура.
С понижением температуры удельное сопротивле-
ние электролита возрастает и, как видно из рис. 22
при 40 С становится примерно в 8 раз больше
чем при 30 С. Сопротивление сепараторов также
резко возрастает с понижением температуры
(рис. 24) и в том же интервале температуры
увеличивается почти в 4 раза.
Так как сопротивление электродов и соедини-
тельных свинцовых деталей как проводников пер-
вого рода с изменением температуры меняется
незначительно, то повышение сопротивления элек-
тролита и сепараторов является определяющим
фактором увеличения внутреннего сопротивления
аккумуляторов при низких температурах.
1.4.3. Напряжение при заряде и разряде
Разность потенциалов на полюсных выводах
аккумулятора (батареи) в процессе заряда или
разряда (при наличии тока во внешней цепи)
принято называть напряжением аккумулятора
(батареи). Наличие внутреннего сопротивления
аккумулятора приводит к тому, что его» напряже
ние U при разряде всегда меньше ЭДС, а пр
наряде — всегда больше ЭДС
У = £о±АС. (3)
ИЛИ
и = Е0±
(4)
57
Рис 25 Изменение напряжения свинцового аккумулятора во
времени при заряде и разряде
В формулах (3) и (4) знак соответствует
зарядному, а знак «—» разрядному процессу в
аккумуляторе.
Из приведенных формул видно, что напряже-
ние аккумулятора U, которое преодолевает сопро-
тивление внешней цепи, отличается от его ЭДС на
величину внутреннего падения напряжения MJ,
преодолевающего внутреннее сопротивление акку-
мулятора, которое, в свою очередь, состоит из
омических потерь напряжения внутри аккумулято-
ра /го и потенциала поляризации ф.
Изменение напряжения аккумулятора при за-
ряде и разряде его постоянным током показано
на рис. 25.
58
Как видно из формулы (3), при заряде ак-
кумулятора напряжение на его выводах U3 долж-
но быть больше его ЭДС на сумму внутренних
потерь.
В начале заряда происходит скачок напряже-
ния на величину омических потерь внутри аккуму-
лятора а затем резкое повышение напряже-
ния за счет потенциала поляризации ф, вызванное
в основном быстрым увеличением плотности элект-
ролита в порах активной массы (участок а). Далее
происходит медленный рост напряжения, обуслов-
ленный главным образом ростом ЭДС аккумуля-
тора вследствие увеличения плотности электро-
лита в объеме аккумулятора в результате раство-
рения сульфата свинца и превращения его на по-
ложительном электроде в двуокись свинца РЬО2 и
на отрицательном электроде в губчатый свинец
РЬ (участок б на графике).
После того как основное количество сульфата
свинца преобразуется в РЬОг и РЬ, затраты энер-
гии все в большей мере вызывают разложение
(электролиз) воды. Избыточное количество ионов
водорода и кислорода, появляющееся в электроли-
те, еще больше увеличивает разность потенциалов
разноименных электродов. Это приводит к быст-
рому росту зарядного напряжения (участок в), вы-
зывающему ускорение процесса разложения воды.
Образующиеся при этом ионы водорода и кисл
да не вступают во взаимодействие с активными ма-
териалами. Они рекомбинируют в нейтральные
молекулы и выделяются из электролита в виде
пузырьков газа (на положительном электрод в
деляется кислород, на отрицательном водород),
вызывая «кипение» электролита.
59
Если продолжить процесс заряда, можно уви
деть, что рост плотности электролита и зарядного
напряжения практически прекращается, так как
уже почти весь сульфат свинца прореагировал
и вся подводимая к аккумулятору энергия теперь
расходуется только на протекание побочного про-
цесса — электролитическое разложение воды
(участок в') Этим объясняется и постоянство
зарядного напряжения, которое служит одним из
признаков окончания зарядного процесса
После прекращения заряда, т. е. отключения
внешнего источника, напряжение на выводах ак-
кумулятора резко снижается до значения его не-
равновесной ЭДС, т. е. на величину омических
внутренних потерь. Затем происходит постепенное
снижение ЭДС вследствие уменьшения плотности
электролита в порах активной массы, которое про-
должается до полного выравнивания концентра-
ции электролита в объеме аккумулятора и порах
активной массы, что соответствует установлению
равновесной ЭДС (участок г).
При разряде аккумулятора напряжение Up на
его выводах меньше ЭДС на величину внутрен-
него падения напряжения.
Как показано на рис. 25, в начале разряда
напряжение аккумулятора резко падает на величи-
ну омических потерь и поляризации, обусловлен-
ной снижением концентрации электролита в порах
активной массы, т. е. концентрационной поляриза-
ции (участок а). Далее при установившемся (ста-
ционарном) процессе разряда происходит сниже-
ние плотности электролита в объеме аккумулято-
ра, обусловливающее постепенное снижение раз-
рядного напряжения (участок б). Одновременно
происходит изменение соотношения содержания
60
сульфата свинца в активной массе, что также вы
зывает повышение омических потерь. При этом
частицы сульфата свинца, имеющего примерно
втрое больший объем в сравнении с частицами
свинца и его двуокиси, из которых они образова-
лись, закрывают поры активной массы и препят-
ствуют прохождению электролита в глубину
электродов.
Это вызывает усиление концентрационной по-
ляризации, приводящее к более быстрому сниже-
нию разрядного напряжения (участок в).
При прекращении разряда напряжение на вы-
водах аккумулятора быстро повышается на вели-
чину омических потерь, достигая значения нерав
новесной ЭДС. Дальнейшее изменение ЭДС вслед-
ствие выравнивания концентрации электролита в
порах активных масс и в объеме аккумулятора
приводит к постепенному установлению значения
равновесной ЭДС (участок г).
Напряжение аккумулятора при его разряде
определяется в основном температурой электроли-
та и силой разрядного тока, Как сказано выше,
сопротивление свинцового аккумулятора '
|ущеИствёнТноеНвНлияние? на
Так, например, при стар р р е при положи-
напряжения в 12-вольто'в 2__Р3 в (0,33—0,5 В
тельной температуре Д°сти^е^мпературе - 18°С
на один аккумулятор) "бается ДО 3,5-5,5 В
падение напряжения уве;' ',в > увеЛичение
(0,58—0,91 В на один аккумулятор/ 61
Рис 26. Зависимость напряжения на 30-й секунде стартерно-
го разряда ((Узо) батареи 6СТ-55АЗ от силы разрядного тока
омических потерь с понижением температуры,
как указывалось выше, связано с ростом сопротив-
ления электролита. Кроме того, резко возрастает
вязкость электролита, что затрудняет процесс диф-
фузии его в поры активной массы и повышает
концентрационную поляризацию, т. е. увеличивает
потери напряжения внутри аккумулятора за счет
падения концентрации электролита в порах элек-
тродов.
На рис. 26 показано изменение разрядного нап-
ряжения необслуживаемой аккумуляторной бата-
реи 6СТ-55А с ростом разрядного тока при раз-
личных температурах электролита.
62
Рис 27 Распределение внутренних потерь напряжения необ
служиваемой батареи 6СТ-55АЗ в начале разряда током 255 А
в зависимости от температуры:
/ — поляризация; 2 — в электролите; 3 — в сепараторах; 4 — в
электродах; 5 — в соединительных токоведущих деталях
На рисунке видно, что при токе более 60 А за-
висимость L/р от силы тока является линейной
при всех температурах, т. е. может быть описана
уравнением:
Up = U0-klp.
Коэффициент наклона k вольт-амперной ха-
рактеристики батареи характеризует ее внутрен
нее сопротивление г. Из рисунка можно опреде-
лить, что с понижением температуры
— 18°С внутреннее сопротивление г увеличив
ся более чем^а 30 %, а с унижением темпера-
туры до —30°С почти на 70 /Ь-
Характер распределения внутренних потерь
напряжения 12-волыовой батареи показан на
рис 27 Из приведенных данных видно, как из-
меняются потери в электролите, сепараторах и
вследствие поляризации с понижением температу-
пы электролита.
Средние значения напряжения аккумулятора
при заряде и разряде определяют как среднее
арифметическое значений напряжения, измерен-
ных через равные промежутки времени.
1.4.4. Емкость аккумулятора
Емкость аккумулятора — это количество элек-
тричества, полученное от аккумулятора при его
разряде до установленного конечного напряжения.
В практических расчетах емкость аккумуляторов
принято выражать в ампер-часах (А-ч).
Таким образом, согласно определению разряд-
ную емкость Ср аккумулятора можно вычислить,
умножив силу разрядного тока /р на продолжи-
тельность разряда тр (при условии, что /р = const),
т. е.
С р — 1 рт р.
Разрядная емкость, на которую рассчитан ак-
кумулятор и которая указывается изготовителем,
называется номинальной емкостью.
Кроме разрядной емкости, важным показате-
лем является также емкость, сообщаемая батарее
при заряде, которая вычисляется по формуле
(при /3=const)
С3 — / 3Т3.
64
Разрядная емкость аккумулятора зависит от
целого ряда конструктивных и технологических
факторов аккумулятора, а также условий эксплуа-
тации. Наиболее существенными конструктивными
факторами являются количество активной массы и
электролита, толщина и размеры аккумуляторных
электродов. Основными технологическими факто-
рами, влияющими на емкость аккумулятора* явля-
ются рецептура активных материалов и их порис-
тость. Эксплуатационные параметры — темпера-
тура и сила разрядного тока также существенно
влияют на разрядную емкость.
Обобщенным показателем, характеризующим
эффективность работы аккумулятора, является
коэффициент использования активных материалов
0 (в процентах), который определяется так:
е=(ср/Со)1оо,
где Ср — емкость аккумулятора при разряде, А-ч; Со—те-
оретическая емкость, рассчитанная по электрохимическим эк-
вивалентам.
Для получения емкости в 1 А-ч необходимо
4,46 г двуокиси свинца (РЬОг), 3,87 г губчатого
свинца (РЬ) и 3,66 г серной кислоты (H2SO4) [3].
Следовательно, теоретический удельный расход
активных масс электродов составляет 8,32 г/(А-ч).
В реальных аккумуляторах удельный расход ак-
тивных материалов при 20-часовом разряде и тем-
пературе 25°С составляет от 16,0 до 18,5 г/(А-ч),
что соответствует коэффициенту использования
активных Mdcc 45-52 %. Это значит, что практи-
ческий расход активной массы превышает лее
чем в 2 раза приведенные теоретические^величины.
На степень использования активнои^массы, а
следовательно, и на величину разрядной емкости
оказывают влияние следующие основные ф Р _
3 Зак 29b
1 Пористость активной массы.
С увеличением пористости улучшаются условия
диффузии электролита в глубину активной массы
электрода и увеличивается истинная поверхность,
на которой протекает токообразующая реакция,
что способствует росту разрядной емкости.
2. Толщина электродов.
С уменьшением толщины снижается неравно
мерность нагруженности наружных и внутренних
слоев активной массы электрода, что способствует
увеличению разрядной емкости. У толстых элект-
родов внутренние слои активной массы исполь-
зуются весьма незначительно, особенно при разря-
де большими токами. Поэтому с ростом разряд-
ного тока различие в емкости аккумуляторов,
имеющих электроды различной толщины, резко
уменьшается.
3. Пористость и рациональность конструкции
сепарационного материала.
С ростом пористости сепаратора увеличивается
запас электролита в межэлектродном зазоре и
улучшаются условия его диффузии.
4. Плотность электролита, которая влияет
как на емкость аккумулятора, так и на срок его
службы.
При повышении плотности электролита емкость
положительных электродов увеличивается, а ем-
кость отрицательных электродов, особенно при от-
рицательной температуре, снижается вследствие
ускоренной пассивации поверхности электрода.
Повышенная плотность электролита также отри-
цательно сказывается на сроке службы аккумуля-
тора вследствие ускорения коррозионных процес-
сов на положительном электроде. Поэтому опти-
мальная плотность электролита устанавливается
66
исходя из совокупности требований и условий,
в которых эксплуатируется аккумуляторная бата-
рея.
5. ( ила разря ного тока, которым аккумуля-
тор должен непрерывно разряжаться в течение
заданного времени (характеризует режим раз-
ряда).
Режимы разряда условно разделяют на дли-
тельные, при которых разряд происходит малень-
кими токами в течение нескольких часов (напри-
мер, 10- и 20-часовой разряды), и короткие или
стартерные, при которых разряд длится несколько
минут, а сила тока в несколько раз больше номи-
нальной емкости аккумулятора.
При увеличении разрядного тока скорость раз-
ряда поверхностных слоев активной массы возрас-
тает в большей степени, чем глубинных. В резуль-
тате рост сернокислого свинца в устьях пор про-
исходит быстрее, чем в глубине, и пора закупори-
вается сульфатом раньше, чем успевает прореаги-
ровать ее внутренняя поверхность. Вследствие
прекращения диффузии электролита внутрь поры
реакция в ней прекращается. Таким образом,
чем больше разрядный ток, тем меньше емкость
аккумулятора, а следовательно, и коэффициент
использования активной массы. Например, ПРИ
разряде необслуживаемой батареи Т 55 тс
2,75 А при температуре электролита 25 м
кость составляет С2о = 554-бЬ А-ч, а при Р^з
ряде током 255 А (4,6С2о) емкость снижается более
чем в 2 раза и составляет 22 А-ч (~40 %от
Для оценки пусковых качеств аккумул р
батарей их емкость характеризуют также коли-
чеством прерывистых разрядов (напР Р’ о
дельностью 10—15 с с перерывами между ними
Рис 28 Зависимость времени разряда необслуживаемой акку-
муляторной батареи 6СТ-55АЗ от силы разрядного тока при
различных температурах электролита
60 с). Емкость, отдаваемая батареей при преры-
вистых разрядах, превышает емкость при непре-
рывном разряде, особенно при стартерном режиме
разряда (/р = 24-5С20).
В последние годы в международной практике
оценки емкостных характеристик стартерных акку-
муляторных батарей широкое распространение
получила так называемая «резервная емкость»,
которая характеризуется временем разряда ба-
тареи (в минутах) при силе разрядного тока 25 А
независимо от номинальной емкости батареи
68 1
6. Температура электролита.
С понижением температуры разрядная емкость
аккумуляторов уменьшается. Причиной этого яв-
ляется увеличение вязкости электролита и его
электрического сопротивления, замедляющее ско-
рость его диффузии в поры активной массы, а так-
же увеличение скорости пассивации отрицательно-
го электрода с понижением температуры.
Зависимость времени разряда тр аккумулято-
ров от силы разрядного тока /р при различных
температурах от 4-25 до —30 °C приведена на
рис. 28. Влияние температуры на емкость ха-
рактеризуют температурным коэффициентом ем-
кости а, показывающим изменение емкости в про-
центах при изменении температуры на 1°С. При по-
ложительных температурах а = 0,6 4-1, а с пони-
жением температуры и ростом разрядного тока
а возрастает до 2 и более.
При испытаниях батарей приходится сравни-
вать практически полученную емкость при дли-
тельном режиме разряда с номинальной емкостью,
которая определяется при температуре электроли-
за 25 С (С25). Для этого практически полученную
емкость С приводят к 25 °C по формуле
г^25________Q.______
1 + 0,01 (/ср- 25) ’
где 0,01—температурный коэффициент емкости (а 1 о)<
/ср- средняя температура электролита при разряде, определяе-
мая как среднее арифметическое начальной и коне
температуры электролита.
Согласно ГОСТ 959.0-84Е, температура элек-
тролита при определении емкости на длш ьном
(20-часовом) режиме разряда должна на иться
в пределах от 18 до 27 °C.
ь9
Рис 29. Влияние температуры электролита на показатели стар-
терного разряда батареи 6СТ-190ТМ при токе разряда
500 А
Параметры стартерного разряда, согласно
ГОСТ 959.0—84Е, оцениваются продолжитель-
ностью разряда т в минутах и напряжением в на-
чале разряда на 5—7-й секунде для батарей в
эбонитовых моноблоках и на 30-й секунде для ба-
тарей в пластмассовых моноблоках с общей крыш-
кой (в том числе необслуживаемых). Зависимость
этих параметров от температуры видна на рис. 29.
Эти параметры определяются на первом цикле
при 25 °C (проверка сухозаряженности) и на пя-
том цикле при —18 или —30 °C.
70
7. Степень заряженности.
С увеличением степени заряженности при про-
чих равных условиях емкость увеличивается и
достигает своего максимального значения при пол-
ном заряде батареи. Это обусловлено тем, что
при неполном заряде батареи количество РЬО2
в положительном электроде и РЬ в отрицатель-
ном электроде, а следовательно, и плотность элек-
тролита не достигли максимальных значений.
1.4.5. Энергия и мощность аккумулятора
Энергия аккумулятора W выражается в ватт-
часах и определяется произведением его разряд-
ной (зарядной) емкости на среднее разрядное
(зарядное) напряжение, т. е.
^р=Ср(7р=^2д/,;
/ = I
п
/-= I
где Ср и С3— соответственно- разрядная и зарядная емкость
аккумулятора (батареи); Up и U3 средние зна^е|^”
рядного и зарядного напряжений; п — количество изме
ных значений напряжения в процессе разряда или заряда ч
рез равные интервалы.
Так как с изменением температуры и режим i
разряда меняются и емкость аккумулятора и его
разрядное напряжение, то при понижен
ратуры и увеличении разрядного тока энерг
кумулятора уменьшается еще более зн ельн ,
чем его емкость.
71
При сравнении между собой химических источ-
ников тока, различающихся как по емкости, так
и по конструкции и даже по электрохимической
системе, а также при определении направлений со-
вершенствования их конструкции пользуются по-
казателем удельной энергии, т. е. энергией, отне-
сенной к единице массы аккумулятора или его
объема.
Для современных свинцовых стартерных ба
тарей в эбонитовых моноблоках удельная энер-
гия при 20-часовом режиме разряда составляет
29—33 Вт-ч/кг и 57—67 Вт-ч/дм3, а для батарей
в пластмассовых моноблоках, в том числе необслу-
живаемых, они достигают значений 35—42 Вт-ч/
кг и 70—76 Вт-ч/дм3.
Количество энергии, отдаваемой аккумулято-
ром в единицу времени, называется его мощ-
ностью. Мощность р можно определить как произ-
ведение величины разрядного тока /р на среднее
разрядное напряжение Up, т. е.
, п
Мощность, рассеиваемая в замкнутой электри-
ческой цепи, т. е. полная мощность источника оп-
ределяется выражением
где R сопротивление внешней цепи ,
сопротивление аккумулятора. Ом ° ’ ~ вн>'т₽е"нес
соединешо^Т" С°СТ0ИТ И3 m "«следовательно
соединены» аккУмУлятоРов и q таких батарей
72 параллельные группы, то, согласно
Рис 30 Вольт-амперные характеристики на 10-й секунде (/—6)
и полезная мощность (7, 8) батарей 6СТ-55АЗ (сплошные
линии) и 6СТ-55ЭМ (штриховые):
1,2—+25°С, Сз=100%, 1-я попытка; 3-----10°С, С3 = 75 %, 3-я
попытка, 4,6---20°С, С3 = 75%, 3-я попытка; 5-30°С, С3 =
= 75 %, 3-я попытка; 7,8-|-25°С, C3=100 %
закону Ома, разрядный ток в цепи будет опре-
деляться выражением
____тЕ
Р= R + mr/q'
Та часть мощности, которая определена выра-
жением 12г в формуле (5), расходуется внутри
аккумулятора и никакой полезной работы не про-
изводит. Составляющая I2R является полезной
мощностью р', развиваемой аккумулятором во
внешней электрической цепи'
р' = 1Е-Гг (6)
73
Из формулы (5) видно, что полная мощность
увеличивается с ростом тока. Максимальный ток
будет во внешней цепи при условии, что ее сопро-
тивление R = Q, т. е.
/тах=£/Г
При этом полезная мощность также будет рав-
на нулю, так как вся развиваемая мощность
расходуется в самом аккумуляторе.
Максимум полезной мощности получим, про-
дифференцировав уравнение (6) по току и решив
уравнение,
_^Й_=Е-2/г = 0.
d/
Отсюда определяем, что р^ах имеет место при
R = r. Таким образом, для получения во внешней
цепи максимальной полезной мощности необходи-
мо, чтобы сопротивление внешней цепи было равно
внутреннему сопротивлению аккумулятора (бата-
реи).
На рис. 30 показаны характер изменения энер-
гии батареи и ее полезной мощности в зависимости
от силы разрядного тока.
1.4.6. Разрядная вольт-амперная
характеристика аккумуляторной батареи
Наиболее тяжелым режимом работы для стар-
терных аккумуляторных батарей является режим
электростартерного пуска двигателя. Известно
также, что пуск двигателя при различных услови-
ях осуществляется в режиме, при котором сила
тока разряда не остается постоянной, а изменяет
ся в определенном диапазоне. Этот диапазон зна-
чений тока разряда батарей зависит от многих
условии пуска, включая температуру двигателя и
электролита батареи. Качество стартерных бата-
рей контролируется показателями режима разряда
при постоянной силе тока и непрерывном режиме
разряда. Однако для практических целей исполь-
зуются разрядные характеристики стартерных ак-
кумуляторных батарей, называемые вольт-ампер-
ными и получаемые в прерывистом режиме для
определенных условий.
Разрядные вольт-амперные характеристики
(ВАХ) выражают зависимость напряжения бата-
реи от силы тока разряда, протекающего через
нее, для определенного промежутка времени, про-
шедшего с момента включения на разряд.
Разрядная вольт-амперная характеристика в
широком диапазоне токов имеет примерный вид,
показанный на рис. 31. Для оценки стартерных
возможностей аккумуляторной батареи практичес-
ки необходимый интервал токов составляет от
2С20 до (84-10)С20, при которых напряжение на
выводах батареи не ниже 6 В (при номинале
12 В). В этом интервале токов вольт-амперная ха-
рактеристика имеет характер, близкий к линей-
ному.
При токах менее 1,1 —1,5^20 или напряжении
менее 6 В характер ВАХ становится нелинейным.
Поскольку эти значения не имеют практического
применения, при расчетах пусковых систем
спрямляют, делая линейной на всем протяжении.
Для этого среднюю прямолинейную часть про-
должают в обе стороны (для малых и больш
токов) до пересечения с осями координат.
Точка пересечения с осью напряжений при
вой силе тока носит название начального
разрядного напряжения и обозначается как (Уо
Ючка пересечения с горизонтальной осью при
*улевом напряжении носит соответственно услов-
(/е ЛятВяаНИеплаУК Т0К к°Р°тк°го замыкания
чесХю «пР ВАХ "°3воляет вычислить электри-
ческую мощность батареи в зависимости от раз-
рядного тока. и
зав®“ВерНЫе хаРа™ристики различны в
Заряженности яТеМПеРаТУРЫ электРолита. степени
аккумуляторной батареи и времени
рядами и ИТеЛЬН°СТИ)’ пРошеАшег° с начала раз-
ia или числа попыток прерывистого разряда
Поскольку продолжительность включения
стартера при пусках двигателя и количество попы-
ток его включения, необходимые для оценки на-
дежности пуска, нормированы стандартами, то
ВАХ строят не для начала попытки, а для ко-
нечного момента той или иной попытки пуска.
В настоящее время разработана методика
расчетного определения разрядных ВАХ в зависи-
мости от конструкции аккумуляторной батареи и
ее составных элементов. Методика расчета спра-
ведлива для любых батарей с намазными электро-
дами, в том числе и зарубежных и необслужи-
ваемых, если известны их конструктивные пара-
метры. Расчет ВАХ производится в следующем
порядке.
В качестве исходных принимаются параметры
конструктивных элементов батареи на основании
чертежей и другой технической документации.
Для современных отечественных батарей они при-
ведены в табл. 2.
Задаются условия, для которых должны быть
вычислены ВАХ: степень заряженности, темпера-
тура электролита, продолжительность и количест-
во попыток включения. Рассчитываются напряже-
ния для заданных условий при токах разряда 2С2о,
4С2о и 6С2о по приведенной ниже формуле (7).
По двум точкам (2С2о и 6С2о) проводится ВАХ и
для контроля наносится на график напряжение,
соответствующее току 4С2о. Оно должно совпасть
с построенной ВАХ с отклонением не более 2 /о-
Далее определяются среднеквадратические
отклонения о,, в соответствии с табл. 3 и наносят-
ся доверительные границы в которых лежат
ВАХ любой батареи данного конструктивного ис-
полнения и типа. 77
т а б п И ц a 2 Конструктивные параметры элементов массовых отечественных батарей
Батареи Емкость С2о, А-ч Число аккумуля торов в батарее т, шт Число положитель ных/отрицательных электродов, шт к -.и.- - (высота электродов А,, м Односторонняя площадь электрода S, м2 Толщина положи тельного электрод; б+, м Толщина отрица тельного электрода б , м Толщина сепараторг по ребру бг, м Толщина •епаратора по тел> бт, М Шаг сборки tfrft. м
6СТ-50 50 «сс 6 6 4/4 6/7 0,1335 0,119 0,0191 0,0170 0,0019 0,0017 0,0019 0,0014 0,0015 0,0011 0,0007 0,00065 0,0007 0,0055
6СТ-55 6СТ-55АЗ 55 7е» 6 6 7/6 5/6 0,123 0,1335 0,0171 0,0191 0,0017 0,0023 0,0014 0,0019 0,0011 0,0015 0,00065 0,0007 0,0055 0,0074
6СТ-75 00 6 7/7 0,1335 0,0191 0,0019 0,0019 0,0015 0,0007 0,007
6СТ-90 6СТ-132 6СТ-132 6СТ-190 6СТ-190А ЗСТ-155 ЗСТ-155 132 6 9/10 0,1335 0,0191 0,0023 0,0019 0,0015 0,0007 0,0074
132 6 10/10 0,1335 0,0191 0,0019 0,0019 0,0015 0,0007.0 0,0070
190 6 14/15 0,1335 0,0191 0,0023 0,0019 0,0015 0,00075 0,0074
190 6 15/15 0,1335 0,0191 0,0019 0,0019 0,0015 0,00035 0,0070
155 3 13/13 0,1335 0,0191 0,0019 0,0019 0,0013 0,00065 0,0066
155 3 13/14 0,1335 0,0191 0,0019 0,0017 0,0013 0,00065 0,0064
ЗСТ-215 215 3 15/16 0,1335 0,0191 0,0023 0,0019 0,0015 0,00070 0,0074
ЗСТ-215А 215 3 17/17 0,1335 0,0191 0,0019 0,0019 0,0015 0,00035 0,0070
* СО оо ос -Ч оъ о сл СП 4^ 00 со no ко j— СП О СЛ О СЛ О ел О СП О СЛ О СЛ О СП О СП Этношение гока разряда < номиналь- ной емкости (1/Сго) Т а б л и I «и . 1
— — — ф о о о с о © © © Ф © © © © © — ф ф ф 00 00 ’ф Ф СЛ СЛ 4^ 4^ С4 № № — -40 °C I uirti £ ВТ
О О О Ф О О О Ф р Р Р р р Р р Р р р ф ф ОС оо "-Ч *Ф Ф СЛ СЛ 4^ 4^ Се Се ЬО ЬО — Ф—фЬО^ЬО^ЬООССеООСе004ьф4ь©«^ -35 °C © • Г5 н х-о
О Ф О О О © О О О О О О О О О О О С ос ф Ф ф сл сл 4* 4* оо се КО to to —- —• — ЧИФСЛ—ЧЫООДООЯСОО^ОС’К' —90 оС = ^2 •5 2”
© © © © © © © © © © Р р р р р р Ф Ф ф сл ’сл’сл4ь’4ь4ьс^’сесе№кэ«О'—,— ““ Ф СЛ ЬЭ © СЛ ЬЭ 00 СЛ — 00 — ос ч а © -25 °C S х и << X © g-g
Р О © © © © © © © © © © р р © © р р *Ф сл "сл сл 4^ 4». се се се се ’to to to — — — © ©-44х — 00СЛЮФФСе©*-4>^— ОСФК/СО —20 °C ft s S £ § 1 о ° 5
© © © © © © © © © © © р р р р р р р сл сл сл Р 4^ 4> 4ь се се "се ’to ’to to to — — — © х| 4- - X C7! to © ^ -^ - 00 СЛ C4 © --1 4» — ОС -18 °C 5-е; ф ш s о-о п
© © © © © ф Ф © © ppp ppp © © p "сл "сл 4>. 4>. 4>. ce ce ’ce ce 'to ’to ’to "to ’— — —•-- © tc О N О1 ts: О A - С C 41 — ХФ x — 15 °C «53 2 » *
0,07 0,09 0,12 0,14 0,16 0,19 0,21 0,23 0,26 0,28 0,30 0,33 0,35 0,37 0,40 0,42 0,44 0,47 — 10 °C s 2 •о х
©©©co©©©©©©©©©©PPP cececececetotototcbo — —•—•©© p го^гпслз — C n — c oc ai to О ос C 0 °C я наг аз л и1
© © © © © p © © © © © © © © © © p ©Ф^Фд^се — ©oc—Jcn4-to — ©осфсл 4-25 °C । ряжения «ной
p p © p © p p p © p p p © © © © © © СлЭ NO NO NO NO NO NO *“ *“ TP О О О ©оо-^елджьэ — ФосФслсеьо©©-чФ41. 4-30 С
пи (в вольтах)
Eo=tn [y15* Ю~3Ч-0,85 1,6-10 АСР],
где АСр — степень разряженное™ батареи, %, yis — плотность
электролита при 15 °C; т — число аккумуляторов в батарее
Потенциал поляризации Еп может быть опре-
делен из выражения:
m(4800-45/J ( 0,1/р \
~ 103(110 + /SJ) \(л- 1)5/
где п — общее число электродов (положительных и отрица-
тепьных) в аккумуляторе, шт ; S — односторонняя площадь
электрода, м2, /м — температура электролита, °C
Омическое сопротивление батареи определяет-
ся суммой сопротивления электролита (R3J, се-
параторов (Rc), электродов (R3) и металлических
частей (RM):
Re—R&n4~ Rc4~ Rs-f- Rm-
Общее сопротивление электролита (в омах)
= i)Sl263+ U(6C —6T)j,
где рм — удельное сопротивление электролита Ом-м- 6 —
ратора” п^ребру^м^^ " сепаР-ором;Рбс - Толщина сепа
Р Р ребру’ м« ^т —толщина сепаратора по телу, м
рэл= 102[14- (О,ООЗЗТ)5-3,2)1~0,5/м| -
63 =0,25 (Неб4-64- —6_2бс],
Рода.'м, 6_Э—СтолщииМа отпип^те^”3 П0л0жителЬн0г° элект-
юлщииа отрицательного электрода, м.
80
Сопротивление сепараторов (в омах)
тр^ 6
£) _ г Эл т
с~ («—1)S
где kc — коэффициент, учитывающий материал сепаратора
(для сепараторов типа мипласт 0,237; мипор —0,292; порови
нил —0,350)
Сопротивление электродов (в омах)
R3 = т
0,65
0,95
б+ - 10-4) п
—4
AC„(25-Q] 10-6,
где h3 и Ь3— соответственно высота и ширина электрода, м,
k3 — коэффициент, учитывающий химический состав токоотво-
да (решетки), равный для свинцово-сурьмянистых сплавов
1,87, для сплава с добавками кальция или кадмия (необслу-
живаемые батареи) 1,29.
Сопротивление металлических частей (в омах)
/?„ = —[ 103-4,2(20-/J] 10-6,
где Лм — коэффициент, равный для батарей с раздельными
крышками на каждый аккумулятор с наружными междуэле-
ментными соединениями 2,9, при соединениях, армированных
медью, 1,8, для батарей с общими крышками и необслу-
живаемых 1,9.
Допустимая продолжительность тк разряда то-
ком до 7Сго определяется по уравнению:
7 ldfi(70 + 5nJ n+6+S-2n+6+SACp
тк=6 • 107/“
е । 1
81
Значения Uo и /,, в точках пересечения ВАХ
с осями координат определяются следующим об-
разом
U{ I2 — U2 Л , __ ^1^2 ^2 Л
= /2_т; ’ кз” ^.-^2
где /1 /2 — сила тока разряда, равная численно соответствен
но 2G» и 6Сго, A, Ut, ^ — напряжение, соответствующее
силе тока fi и /г в момент времени, для которого строит
ся ВАХ, В . . „
При необходимости построить ВАХ не для I -и, а
для 2-й — 6-й попыток включения на разряд по 10
или 15 с определяются Up при токах 2Сго, Юго и
6Сго для температур и степеней заряженности, за-
данных программой по основному уравнению, но
момент времени, для которого определяется ВАХ,
Тп ==z Z/n,
где z — число попыток пуска, /п — продолжительность одной
попытки пуска, с.
При этом допустимая продолжительность раз-
ряда тк принимается равной тп, но при непрерыв-
ном разряде.
1.4.7. Сила тока холодной прокрутки
Этот показатель является относительно новым.
caS °” был введен в стандарт США
bAtJ537g в конце 70-годов, а в начале 80-х был
лючен в международный стандарт BCI. Сила то-
ка холодной прокрутки характеризует максималь-
ную (предельную) пусковую способность данного
т аккумуляторной батареи и представляет со-
оои численное значение разрядного тока, при кото-
82
ром на 30-й секунде разряда при температуре
— 18 °C (или —29 °C) разрядное напряжение бу-
дет не менее 7,2 В для 12-вольтовой аккумулятор-
ной батареи.
Анализ силы тока холодной прокрутки при
— 18 °C стартерных батарей ведущих зарубежных
фирм США, Японии, Великобритании и ФРГ пока-
зывает, что этот параметр для батарей емкостью
до 100 А-ч в 6,5—7,5 раз превышает номиналь-
ную емкость при 20-часовом режиме разряда, т. е.
/хп = 6,54-7,5 С2о-
Эта сила тока разряда может служить ориен-
тировочным критерием для выбора батареи, если
известна сила тока стартера при пуске холодного
двигателя в условиях низких температур окружаю-
щего воздуха.
1.4. 8. Саморазряд
Таким термином обозначают снижение емкости
аккумуляторов при разомкнутой внешней цепи,
т. е. при бездействии. Это явление вызвано окис-
лительно-восстановительными процессами, само-
произвольно протекающими как на отрицатель-
ном, так и на положительном электродах аккуму
ЛЯТСаморазряду особенно подвержен
ный электрод вследствие протекания самопроиз
вольного растворения свинца • кислоты
тивного материала) в раствор Р
по реакции
Pb _|_ H2SO4->PbSO4 4- Н21
83
Как видно из уравнения реакции, самораз-
ряд отрицательного электрода сопровождается вы-
делением газообразного водорода Скорость само-
произвольного растворения свинца существенно
возрастает с повышением концентрации электро-
лита. Так, повышение плотности электролита с
1,27 до 1,32 г/см3 приводит к росту скорости
саморазряда отрицательного электрода на
40% [5].
Наличие примесей различных металлов на по
верхности отрицательного электрода свинцового
аккумулятора оказывает весьма значительное
влияние на увеличение скорости саморастворения
свинца вследствие снижения водородного перенап-
ряжения. Практически все металлы, встречающие-
ся в виде примесей в аккумуляторном сырье,
электролите и сепараторах или вводимые в виде
специальных добавок способствуют повышению
саморазряда, так как, попадая на поверхность
отрицательного электрода, облегчают условия вы-
деления водорода.
Часть примесей (соли металлов с переменной
валентностью) действует как переносчики зарядов
с одного электрода на другой. В этом случае
ионы металлов восстанавливаются на отрицатель-
ном и окисляются на положительном электро-
дах (такой механизм саморазряда приписывается
ионам железа).
Саморазряд положительного активного мате-
риала обусловлен протеканием реакции
2РЬО24- 2H2SO4->2PbSO4 + 2Н2О + О2 f ,
скорость которой также возрастает с ростом кон-
центрации электролита.
84
Так как приведенная выше реакция протекает
с выделением кислорода, то скорость ее в значи-
тельной степени определяется кислородным пере-
напряжением. Поэтому добавки, снижающие по-
тенциал выделения кислорода (например, сурьма,
кобальт, серебро), будут способствовать росту ско-
рости реакции саморастворения двуокиси свинца
Следует отметить, что скорость саморазряда поло-
жительного активного материала в несколько раз
ниже саморазряда отрицательного активного ма-
териала.
Другой причиной саморазряда положительного
электрода является разность потенциалов мате-
риала токоотвода и активной массы этого электро-
да. Возникающий вследствие этой разности потен-
циалов гальванический микроэлемент превращает
при протекании тока свинец токоотвода и двуокись
свинца положительной активной массы в сульфат
свинца.
Саморазряд может возникать также, когда ак-
кумулятор снаружи загрязнен или залит электро-
литом, водой или другими жидкостями, что создает
возможность разряда через электропроводную
пленку (токи утечки), находящуюся между полюс-
ными выводами аккумулятора или его перемычка-
ми. Этот вид саморазряда не отличается от обыч-
ного разряда очень малыми токами при замкну-
той внешней цепи и легко устраним содержанием
батареи в чистоте. „
Саморазряд батарей в значительной мере зави-
сит от температуры электролита. Эта зависимость
показана на рис. 32, где видно, -то с понижением
температуры саморазряд уменьши ппакти-
пературе ниже нуля у новых батаР батарей
чески прекращается. Поэтому хр
Рис 32 Среднесуточный саморазряд традиционной свинцовой
стартерной аккумуляторной батареи при бездействии в течение
14 сут в зависимости от температуры и срока службы
I — новой батареи, 2 — в середине срока сбужбы, 3 — в конце срока
службы
рекомендуется в заряженном состоянии при низ-
ких температурах (до —30 °C).
Из рис. 32 также видно, что в процессе эксплуа-
тации саморазряд не остается постоянным и к
концу срока службы резко увеличивается.
Анализ приведенных выше электрохимических
составляющих саморазряда показывает, что его
снижение возможно за счет повышения перенап-
ряжения выделения кислорода и водорода на ак-
кумуляторных электродах.
Для этого необходимо, во-первых, использова-
ние возможно более чистых материалов для произ-
водства аккумуляторов, уменьшение количества
легирующих элементов в аккумуляторных сплавах,
86
Рис 33 Снижение емкости С2о вследствие саморазряда при
бездействии необслуживаемых (/) и традиционных (2) свин
цовых аккумуляторных батарей
использование чистой серной кислоты и дистилли
рованной воды для всех электролитов в аккуму-
ляторном хозяйстве. Например, благодаря приме-
нению малосурьмяных сплавов при производстве
необслуживаемых батарей (содержание урьмы в
сплаве снижено в 2-3 раза и не превышает 3 /Ьи
использованию дистиллированной воды для те
логических электролитов среднесуточный самораз
ряд вследствие повышения
зовыделеиия уменьшается в 4, Р 1 -nocogCT.
Снижению саморазряда могут Имгиби
вовать добавки органических веществ-"" иби
торов саморазряда, например а нафтала и др~
Применение общей кры. ^нХТпе
ментных соединений в значительной степени сни
и/
жает скорость саморазряда от токов утечки, так
как вероятность гальванической связи между да-
леко отстоящими полюсными выводами резко
уменьшается.
Иногда саморазрядом называют быструю по-
терю емкости вследствие коротких замыканий
внутри аккумулятора. Такое явление объясняется
прямым разрядом через токопроводящие мостики,
образовавшиеся между разноименными электро-
дами.
Применение сепаратора-конверта в необслу-
живаемых аккумуляторах исключает возможность
образования коротких замыканий между разнои-
менными электродами.
Обычно степень саморазряда х выражают в
процентах потери емкости за 1 сут или более
длительный период (14, 28 или 90 сут):
с-с„
х —---тг-^ЮО,
пС
где С и С. — емкости аккумуляторной батареи соответствен-
но до и после бездействия, приведенные к 25 °C, п — про-
должительность бездействия, сут.
Для свинцовых стартерных батарей традицион-
ного исполнения, в том числе с общей крышкой,
согласно ГОСТ 959.0—84Е, саморазряд после без-
действия в течение 14 сут при температуре
(20 + 5) °C не должен превышать? % (или 0,5 % в
сутки), а для необслуживаемых батарей после без-
действия в течение 90 сут саморазряд должен быть
не более 10 % (или 0,11 % в сутки).
Кроме того, саморазряд необслуживаемых ба-
тареи характеризуется напряжением на 30-й се-
кунде стартерного разряда. Так после бездействия
в течение 21 сут при 40 °C напряжение на 30-й се-
бе
кунде стартерного разряда при —18 °C должно
быть не ниже 8,5 В (у полностью заряженной
батареи не ниже 9,0 В).
Основные электрические характеристики свин-
цовых стартерных аккумуляторных батарей для
автотракторной техники, регламентируемые техни-
ческими условиями, приведены в табл. 4.
Таблица 4 Основные электрические и удельные характе-
ристики отечественных свинцовых стартерных аккумуляторных
батарей
Батарея Сила тока 20 часовен о режима разряда, А Показатели стартерного разряда при — 18°С Объем батареи, дм3 — —- Удельная энергия
при 20-ча- совом ре- жиме раз- ряда при стар терном (—18еС) режиме разряда
Сила тока, А Напряжение в на- чале разряда, В Время разряда до конечного напря жения, мин
IM/h-lf] S 3* f- — Вт«ч/кг Вт-ч/дм®
Традиционные батареи напряжением
ЗСТ-150ЭМ
ЗСТ-155ЭМ
ЗСТ-215ЭМ
ЗСТ-215А
7,5
7,8
10,8
10,8
450
465
645
675
4,2
4,5
4,2
4,4
3,0
4,5
3,0
3,5
13,4
13,4
19,8
17.6
33,0
32,3
31,1
38,0
б В
67 2
69.4
65,2
73,3
Традиционные батареи напряжением 12 В
6СТ-45ЭМ
6СТ-50ЭМ
6СТ-50А
6СТ-55ЭМ
6СТ-60ЭМ
6СТ-75ЭМ
2,3
2,5
2.5
2,8
3,0
3.8
135
150
200
255
180
225
8,4
8,4
9,0
8,0
8,4
8.4
3.0
3,0
2.7
2.5
3.0
3U
9.4
10 5
8.9
10,0
11,9
14.8
28,7
28,8
36.8
31.4
29.1
30.0
57,4
57,1
67,4
66,0
60.5
60.8
3,3
5,2
3,1
4.9
2,9
2.9
4.7
3.8
2.9
3.0
6,7
H.I
6,5
9.4
5,7
57
8.6
8.0
6,0
6,1
89
Окончание табл 4
Батарея Сила тока 20-часового режима разряда, А Показатели стартерного разряда при —18 °C Объем батареи, дм3 Удельная энергия
прн 20-ча совом ре жиме раз ряда прн стар терном (—18 °C) режиме разряда
Сила тока, А ( Напряжение в на- чале разряда, В Время разряда до конечного напря- жения, мин
JM/h-ig е, ЗЕ са м m Вт-ч/дм3
6СТ-75ТМ 3,8 225 8,4 3,0 14,6 32,0 61,6 3,2 6,1
6СТ-75А 3,8 225 8,6 3,5 13,3 35,4 67,7 4,2 8,1
6СТ-90ЭМ 4,5 270 8,4 3,0 18,3 30,9 59,0 3,1 5,9
6СТ-132ЭМ 6,6 396 8,4 3,0 25,7 31,8 61,6 3,2 6 1
6СТ-182ЭМ 6СТ-190ТМ 9,1 9,5 546 570 8,4 8,7* 3,0 3,3* 34,9 32,4 31,4 32,3 62,6 70,4 3,1 3,7 6,2 8,0
6CT-I90A 8,2 3,0
9,5 570 9,0 3,5 30,2 39,0 75,5 4,9 9,4
Необслуживаемые батареи напряжением 12 В
6СТ 55А 6СТ-66А 6СТ-77А 6CT-II0A 2,8 3,3 3,9 5,5 255 300 350 470 9,0 9,0 9,0 9,0 2,5 2,5 2,5 2,5 8,9 П,1 12,5 18,1 41,0 41,7 41,8 40,6 74,1 71,4 73,9 72,9 5,6 5,6 5,6 5,2 10,2 9,6 10,0 9,3
25 °C (по техническим условиям)РаСЧеТНЫе)' знаменате-г'Ь — при
Г л а в а 2
ПОДГОТОВКА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
К ЭКСПЛУАТАЦИИ
2.1. ТРАНСПОРТИРОВКА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
В соответствии с ГОСТ 959.0—84Е допускает-
ся транспортирование свинцовых стартерных акку-
муляторных батарей всеми видами транспорта на
любое расстояние. При этом завод-изготовитель
должен обеспечить сохранность батарей посредст-
вом применения соответствующей упаковки и
транспортной тары.
Аккумуляторные батареи, предназначенные
для хранения, а также для эксплуатационных
нужд, поставляются потребителям в сухозаряжен-
ном состоянии. В таком же состоянии поставляют-
ся батареи в эбонитовых моноблоках и на комплек-
тацию заводам-изготовителям автотракторной
техники.
Вместе с тем с расширением объемов произ-
водства и поставок аккумуляторных батарей в
пластмассовых моноблоках и в особенности необ-
служиваемых батарей расширяются объемы пос-
тавок батарей на комплектацию в залитом и
заряженном состоянии.
Так как свинцовые стартерные батареи выпус-
каются всеклиматического исполнения и относят-
ся ко 2-й категории по группе размещения (эксплу-
атация и хранение изделий осуществляется без
непосредственного воздействия солнечных лучей и
атмосферных осадков, т. е. в ящиках, контейнерах,
помещениях или под навесами), требованиями
ГОСТ 959 0—84Е предписывается транспортире
ванне батарей в крытых транспортных средствах
или в контейнерах, защищающих батареи от пря
мых солнечных лучей и атмосферных осадков, а
также от воздействия пыли, грязи и т. п.
Тара. При транспортировании стартерных ак-
кумуляторных батарей применяют следующие
способы упаковки:
в бумагу,
в коробки из картона или гофрокартона;
в деревянные (фанерные) сплошные или ре-
шетчатые ящики,
в металлические ящичные (стоечные) под-
доны
Деревянные ящики и металлические поддоны
обычно используются и как транспортная тара.
При этом из них могут формироваться транспорт-
ные пакеты массой от 1,0 до 1,5 т путем установ-
ки ящиков или поддонов друг на друга в 3—5 яру-
сов и последующей обвязки их металлической
лентой
Кроме того, в качестве транспортной тары ис-
пользуются стандартные металлические 3-, 5-* и
20 тонные контейнеры.
Бумажная упаковка применяется только как
внутренняя упаковка и служит для предохране-
ния атарей с элементными крышками от попа-
дания на мастику пыли и упаковочных материа-
лов (стружка, опилки и т и ).
Для упаковки в бумагу каждая батарея в зави-
обрпмгтя °Т ,назначе,,ия Упаковки должна быть
клеена 3 слоя И обвязана шпагатом или
по епёчнп СТЫКаХ J1HnK0* Лентой в продольном и
поперечном направлениях
42
Данный вид упаковки не обеспечивает сох-
ранность аккумуляторных батарей от повреждений
при транспортировании и погрузочно-разгрузоч-
ных работах, поэтому для батарей в пластмассо-
вых моноблоках с общей крышкой, не имеющих
заливочной мастики, упаковка в бумагу не предус-
матривается.
Коробки из картона и особенно из гофрокарто-
на являются одним из прогрессивных видов инди-
видуальной внутренней упаковки. Они значитель-
но дешевле и удобнее других видов внутренней
упаковки, способны предохранять батареи от ме-
ханических повреждений. Коробки из гофрокарто-
на практически обеспечивают сохранность батарей
как при транспортировании их всеми видами
транспорта, так и при проведении погрузочно-раз-
грузочных работ.
Коробки из гофрокартона могут применяться
для упаковки батарей массой до 40 кг, т. е. для их
подавляющего большинства. После упаковки ко-
робки оклеиваются липкой лентой или обвязыва-
ются шпагатом.
Перед установкой в деревянные ящики (сплош-
ные и решетчатые) батареи в эбонитовых монобло-
ках упаковывают в бумагу, а батареи с общей
крышкой в бумагу не упаковывают.
Перед установкой батарей в сплошной дере-
вянный ящик на дно укладывается слой упако-
вочного материала и плотно утрамбовывается
Затем батарею или несколько батареи ставят в
ящик выводами вверх таким образом, чтобы меж-
ду стенками ящика и батареями со всех сторон
были зазоры. Это зазоры также заполняют уп
лотнительным материалом и утрамбовывают ею
со всех сторон. Уплотнительным материалом могут
Служить древесная стружка, опилки, бумага и т. п.
осле упаковки ящики обтягиваются стальной
лентой
гя ™"алличе‘:кие ящичные поддоны используют-
в основном РОТНаЯ тара М" поставки батарей
В основном на комплектацию, а также другим
крупным потребителем. Для транспортирования
Рис 34. Упаковка аккумуляторных батарей в ящичный поддон
ПР-1685-1-01:
а — вид спереди поддона с установленными на нем батареям»
б— схема установки на поддоне аккумуляторных батарей 6СТ 50 А
в—схема установки на поддоне аккумуляторных батарей 6СТ 190 А
(на рнс. бив поддон не показан),
/ — упакованное изделие; 2 — ящичный металлический поддон,
3 — оберточная бумага; 4 — прокладки из гофрированного картона
5 — деревянные распорные бруски; 6 — древесная стружка
стартерных батарей используют два исполнения
стандартизованного ящичного поддона ПР-1685-1,
выпускаемого по ТУ 23.4.283-83 с внутренними
размерами 1170X986 мм и 1170X800 мм (испол
нение 01).
Установка батарей на поддон производится в
один ярус выводами вверх Схема установки на
95
„пион батарей 6СТ-55ЭМ и 6СТ-190А показана
на рис 34 Вместимость батарей и схема уста-
новки на поддоне зависит от их типа Количество
батарей различных типов, размещаемых при упа-
ковке их в ящичном металлическом поддоне типа
ПР-1685 1-01 (1170X800 мм), приведено i------
(в штуках):
ниже
мм), приведено
6-вольтовые батареи 6СТ-55ЭМ 6СТ 55А 19 20
ЗСТ 150ЭМ.ЗСТ 155ЭМ 14 6СТ-60ЭМ 15
ЗСТ 21эЭМ 8 6СТ-66А 15
ЗСТ 215А И 6СТ-75ЭМ, 6СТ-75А 12
6СТ-90ЭМ 10
12 во ьтовые батареи 6СТ-105ЭМ 6СТ-110А .... 8 10
6СТ 36А 24 6СТ-132ЭМ . . . 7
6СТ-44А 20 6СТ-182ЭМ 4
6СТ 45ЭМ 20 6СТ-190ТМ 5
6СТ50ЭЧ 6СТ50А 19 6СТ-190А 6
Батареи, установленные в поддон, при необхо-
димости уплотняют деревянными брусками для
предохранения от перемещений и соударений в
процессе транспортирования. Для батарей с общей
крышкой во избежание сколов крышек предусмат-
ривается прокладка между батареями картонных
прокладок, высота которых больше высоты бата-
реи Сухозаряженные батареи, установленные в
поддон, сверху покрываются бумагой.
При упаковке в поддонах необслуживаемых за-
литых и заряженных батарей дно и боковые
стенки поддона выстилают полиэтиленовой плен-
кой, на которую устанавливают батареи с электро-
Kvi vn’aa 3aTevL зав°Рачивают установленные ак-
Паковочной е Ре" свобо^ь.ми краями той же
упаковочной пленки
96
Применение ящичных металлических полаонов
позволяет:
резко сократить бой аккумуляторных батарей
при транспортировании;
исключить необходимость индивидуальной
внутренней упаковки, батарей;
механизировать погрузочно-разгрузочные ра
ботц у поставщика и потребителя;
увеличить вместимость и степень загрузки
железнодорожных вагонов, сократить время их
загрузки и выгрузки;
обеспечить многоярусную установку при тран-
спортировании и хранении и формирование тран-
спортных пакетов массой 1,0—1,5 т.
Применение ящичных поддонов позволяет про-
изводить пакетирование в несколько ярусов (3—5
в зависимости от грузоподъемности погрузочных
средств) и осуществлять многоярусную установ-
ку батарей при их хранении и перевозке.
В транспортные контейнеры аккумуляторные
батареи могут устанавливаться как с внутрен-
ней упаковкой в бумагу или картонные коробки
(батареи в эбонитовых моноблоках с мастикой),
так и без нее (батареи в пластмассовых монобло-
ках с общей крышкой).
Пол транспортного контейнера обычно покры-
вают стружкой или другим упаковочным материя
лом. Зазоры между батареями и стенками кон-
тейнера также уплотняют упаковочным материа-
лом — картоном или деревянными решетчатыми
ЩИСхема укладки батарей типа 6СТ-75ЭМ в кон-
тейнер показана на рис 35 По этому способу
батареи устанавливают на боковую стенку в 3 ряда
и 3 яруса выводами к двери конте а
4 Зак 296
Рис 35 Схема укладки батарей 6СТ-75ЭМ в трехтонный кон-
тейнер.
а нижнии ряд (вид сверху), б—верхний ряд (вид сверху); в —
вид спереди при открытых дверях контейнера, / — аккумуляторная
батарея, 2— контейнер, 3 картон, 4— доски; 5 — деревянные
бруски, 6 — древесная стружка
При установке батарей в решетчатом ящике их
ставят выводами вверх в 4 яруса торцовой сторо-
ной к двери контейнера.
Во избежание выпадания батарей в дверной
проем устанавливается деревянная решетка.
Транспортирование батарей автомобильным
транспортом. Аккумуляторные батареи, упакован-
ные в бумагу, картонные коробки или решетчатые
ящики могут транспортироваться автомобильным
транспортом без применения специальной транс
портной тары.
Упакованные в
боя укладываются
бумагу батареи во избежание
на платформу кузова не более
ЧеМКоличе4стЯвоУярусов батарей, упакованных в кар-
тонные коообки и решетчатые ящики, определи
TH Р сотой борта автомобиля и его грузоподъ-
ся выс<^ои Л_Р еи укладываются на боковую
ХСУ выводами9 к боковому борту кузова авто-
мобиля.
99
4*
Батареи установленные в ящичные металли-
ческие поддоны, также могут транспортироваться
автомобильным транспортом. При этом количество
ярусов зависит от грузоподъемности автомобиля.
Батареи транспортируются в крытых автомоби-
лях При перевозке их в открытом автомобиле
аккумуляторные батареи должны быть тщательно
закрыты брезентом
Транспортирование батарей железнодорожным
транспортом. Аккумуляторные батареи могут отп-
равляться железнодорожным транспортом при ис-
пользовании всех видов внутренней упаковки (бу-
мага, картонные коробки) как без специальной
транспортной тары, так и в решетчатых ящиках,
ящичных металлических поддонах и контейнерах.
В вагоне батареи, упакованные в бумагу, обыч-
но устанавливаются в 3 яруса, между ярусами
перекладывается древесная стружка. В первых
двух ярусах батареи укладываются на боковую
стенку продольной стороной вдоль вагона и выво-
дами в сторону дна соседней батареи. Батареи
верхнего яруса устанавливают выводами вверх
также продольной стенкой вдоль вагона.
пакованные в картонные коробки аккумуля-
торные батареи укладывают в вагоне в 6 -7 яру-
ов на боковую стенку продольной стороной вдоль
вагона, а батареи в решетчатых ящиках — выво-
дами вверх во столько же ярусов.
Поддоны с аккумуляторными батареями могут
оыть установлены в вагоне в 5 ярусов.
иеле7ообпТГЛ3°К воднь,м транспортом наиболее
сплслпныа а тРансп°РТН0Й тарой являются
еревянные ящики и контейнеры
батХСГВКЗ иеобслУживаемых аккумуляторных
р для комплектации автотракторной техни-
1 оо
ки при ее производстве осуществляется залитыми
и заряженными. Для транспортирования таких
батареи автомобильным и железнодорожным
транспортом используются, как указывалось вы-
ше, металлические ящичные поддоны, выложен-
ные изнутри полиэтиленовой пленкой, которой
после установки в поддон укрывают батареи.
Каждая отгружаемая партия батарей должна
сопровождаться следующей документацией: упа-
ковочным листом, сертификатом качества, удосто-
веряющим соответствие продукции требованиям
нормативно-технической документации, товарно-
сопроводительным документом (накладной), инст-
рукцией по эксплуатации в количестве, равном
количеству батарей в партии, и вкладышем (заг-
рузки контейнера) установленной формы при
отгрузке батарей в контейнере.
2 2 ХРАНЕНИЕ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
В СУХОМ ВИДЕ И ЗАЛИТЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОМ
Сухими без электролита новые батареи уста-
навливаются на хранение после их получения с
завода или базы снабжения. Основная часть вы-
пускаемых в стране батарей изготавливается су
х «заниженными, т. е. с заряженными электродами.
R качестве запчастей могут применяться и несу-
В качестве занч JBfleMbie батареи выпус-
каются* завода залитыми электролитом. Однимi из
^аХких^овиЖ^
тареи является " аккумуЛЯтора Наруше-
реннеи к дополнительному
UP Хоанение сухих батарей, не залитых электро-
лит^. дмжно осуществляться в следующих ус-
"°ВтеЯмХпература воздуха в хранилище должна
быть в диапазоне, указанном в инструкции по
ЭКСпробкиЦдолжны быть плотно ввинчены в залив-
ные отверстия крышек батареи,
герметизирующие детали — уплотнительные
диски в отверстиях крышек, пленки и выступы за-
крывающие вентиляционные отверстия пробок,
должны быть на месте.
Батареи для хранения устанавливаются в один
ряд выводами вверх и защищаются от прямых сол-
нечных лучей В связи с этим при хранении боль-
шого количества батарей целесообразно в целях
экономии места устраивать стеллажи.
В различных инструкциях по эксплуатации и
для различных типов батарей требования к темпе-
ратурным условиям хранения могут быть различ-
ны. Низкие температуры регламентированы
(— 40°С) для батарей с раздельными крышками,
герметизируемыми мастикой. Максимальные тем-
пературы для них -|-60оС. Хранение при более
низких температурах может привести к растрес-
киванию мастики, при более высокой — к ее оп-
лыванию. Для батарей с общей крышкой в пласт-
массовых моноблоках (из полипропилена, термо-
ласта) допускается хранение в помещениях с
температурами воздуха до —50 °C.
При хранении батарей без электролита огра-
ничены сроки их нахождения на складе до при-
ведения в рабочее состояние. В основном срок
хранения составляет 3—5 лет. Однако следует
щМеТИТЬ* ЧТ° ЛЛЯ ВСеХ бЗТареЙ’ хРанившихся 6°'
•лее 1 года без электролита, при приведении
ливкиееэле°ктТп:НИе Не°КбХОДИМ "°Хяд X за
э ектролита. Батареи, хранившиеся без
ковКТ(3° или3 сб°Леех Указанных в инструкции сро-
5 лет)’ в пРИН1*Ипе работоспособны.
х ПРИ их приведении в рабочее состояние
необходим специальный режим заряда, описанный
в разд. 2.3. Хранение аккумуляторных батарей с
залитым электролитом возможно в следующих
случаях:
при получении с завода необслуживаемых ба-
тарей, которые выпускаются залитыми электро-
литом;
при сдаче на хранение батарей, приведенных в
действие, но не пущенных в эксплуатацию, или
снятых с автомобилей после небольшого периода
работы;
при сдаче на хранение батарей, предусмотрен-
ных для резерва или поставленных на известный
срок в связи с сезонным бездействием машин,
например комбайнов.
В процессе хранения с электролитом батареи
саморазряжаются. При этом саморазряд тем ин-
тенсивнее, чем выше температура электролита и
больше продолжительность эксплуатации батареи,
предшествующая хранению. Полученное после
эксплуатации различие в скорости саморазряда
обычных батарей было показано на рис. 32.
В связи с этими обстоятельствами батареи
рекомендуется хранить в состоянии полной заря-
женности по возможности при температуре не вы-
ше 0 °C что способствует замедлению коррозии
электродов. Однако хранение не должно быть при
температурах, ниже нормированных инструкциями
по эксплуатации.
Максимальные сроки хранения батареи элект-
ролитом также оговорены в инструкциях по эк-
сплуатации Батареи должны храниться не более
1 5 лет при температуре воздуха не выше О С,
а’ при комнатной температуре не более 9 мес.
Необслуживаемые батареи имеют значительно
меньший саморазряд, поэтому, могут храниться с
электролитом до 1 года без подзаряда. Самораз-
ряд новых необслуживаемых батарей за 12 мес
составляет около 50 % от номинальной емкости.
Следует отметить, что аккумуляторные бата-
реи, приведенные в действие, но не бывшие в
эксплуатации или снятые с автомобилей после
небольшого периода работы, устанавливаются на
хранение только после заряда и доведения плотно-
сти электролита до нормы, соответствующей дан-
ной климатической зоне.
В районах с резко континентальным климатом
во избежание ускоренной коррозии электродов в
зимний период рекомендуется снижать плотность
электролита с рекомендованной инструкцией по
эксплуатации 1,31 г/см3 до 1,29 г/см .
старей резерва должны быть постоянно гото-
к установке на машины. Для этого их заря-
ж нность в процессе хранения должна быть не ни-
же 75 Чтобы обеспечить такую заряженность,
эти батареи необходимо периодически подзаря-
ать Если хранение осуществляется при положи-
тельных температурах, подзаряд следует произ-
водить ежемесячно. В процессе хранения при
мшратурах 0° С и ниже ежемесячно следует
изитеГ‘ пло™°сть, электролита. Если плотность
o6xonMMHr\0’04 Г/СМ против первоначальной,
иеобходимо батареи подзарядить.
ареи, хранящиеся в процессе сезонного без-
104
действия машин, не требуют постоянной готов-
ности. Инструкция по эксплуатации рекомендует
подзаряжать эти батареи в случае, если при
ежемесячном контроле плотность электролита ока-
жется на 0,05 г/см3 ниже начальной. Такое сни-
жение соответствует заряженное™ примерно
/0 /). Хранение при положительных температурах
батарей, залитых электролитом (за исключением
н обслуживаемых), требует более частых подза-
рядов и постоянного контроля плотности электро-
лита. Это существенно увеличивает трудоемкость
обслуживания. Для устранения этого недостатка и
поддержания батарей в заряженном состоянии в
процессе хранения разработан метод снижения
процесса сульфатации активных масс и коррозии
решеток положительных электродов за счет заме-
ны на период хранения сернокислого электроли-
та депассиватором. В качестве депассиватора ис-
пользуют раствор борной кислоты.
Подготовка и хранение аккумуляторных бата-
рей с использованием депассивирующего раствора
производятся в следующем порядке. Аккумулятор-
ю батарею полностью заряжают нормальным
режимом, рекомендованным инструкцией по эксп-
луатации, после чего сливают электролит. Слив
для полного удаления электролита должен про-
полжаться не менее 15 мин. После слива электро-
лита батарею дважды пР?мь,ва^исТилли^ован-
ной водой с выдержкой в залитом состояни
I 90 мин Сразу же после промывки аккумуля-
топную бата^юзаливают заранее приготовлен,
ным 5 У-ным раствором борной кислоты. Закр
X заливные горловины аккумуляторов проб-
ками с открытыми вентиляционными отверстиями,
протираю^ устанавливают на хранение
Раствоо борной кислоты приготовляют ее раст-
} аствор i р о/-\ расчета
ворением в горячей (70-80 С) воде и р
50 г борной кислоты на 1 л воды. После пр
готовлеиия раствор охлаждают до «мпературы
25—30 °C и заливают в аккумуляторы. После
окончания хранения батареи с депассиватором ее
н^жно подготовить к дальнейшей эксплуатации на
автомобиле следующим образом. Вылить из нее
раствор борной кислоты (полностью раствор сте-
кает через 15—20 мин) После окончания слива
аккумуляторную батарею заливают заранее приго-
товленным электролитом плотностью (1,37 ±
4-0,01) г/см3 и выдерживают для пропитки в тече-
ние 40 мин После этого батарея может быть
установлена на автомобиль для дальнейшей эксп-
луатации В дальнейшем при заряде батареи сле-
дует проверить плотность электролита и при необ-
ходимости произвести его корректировку.
Хранение батареи с раствором борной кислоты
избавляет от необходимости подзаряда как во вре-
мя хранения, так и перед постановкой батареи
на автомобиль для дальнейшей эксплуатации.
Эксплуатация батарей, подвергавшихся хранению
с раствором борной кислоты, показала, что ба-
тареи не снижают своих стартерных характерис-
по сравнению с исходными показателями.
Установлено также, что такой вид хранения не
снижает сроков службы батарей.
.обходимо иметь в виду, что применение раст-
вора борной кислоты допустимо только при поло-
жит льных температурах, так как при темпера-
турах ниже 0 °C раствор борной кислоты замерз-
Поэтому хранение зимой в неотапливаемых
> • тениях недопустимо. Перед постановкой на
хранение снятых с автомобилей любых аккуму-
^=b‘f батарей после Длительной эксплуатации
п ЛАП /°Да ИЛИ пР°бега автомобиля более
и UUO км) необходимо подвергнуть их заряду и
разряду по контрольно-тренировочному цикли с
целью определения фактической емкости. Конт
ольно-тренировочный цикл проводится в сле-
шем порядке: полный заряд и, если необходи-
мо, корректировка плотности электролита, затем
разряд током 20-часового режима и снова полный
заряд. Если емкость, полученная при разряде,
меньше 40 % от номинальной, то батарея подле-
жит списанию. При емкости меньше 60 % поста-
новка батареи на хранение нецелесообразна Ее
следует установить для дальнейшей эксплуатации
на автомобиль, так как в процессе даже непро-
должительного хранения она, как показывает
практика, выйдет из строя.
При постановке на хранение батарей, залитых
электролитом, следует учитывать, что батареи за
счет саморазряда выделяют некоторое количество
газообразных водорода и кислорода, образующих
взрывоопасную смесь. Поэтому помещение, в ко-
тором устанавливаются на хранение батареи, за-
литые электролитом, должно иметь приточно-вы-
тяжную вентиляцию.
2 3 ПРИВЕДЕНИЕ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
2.з. приезд рАБОЧЕЕ состояние
Поопесс приведения различных типов стартер-
ныхаккумуляторных батарей сухозаряженного ис-
полнения в рабочее состояние включает следую-
ЩИосХВНвЫнешнегоивИида, проверка целостности
моноблока, крышек, полюсных выводов, гермети-
пРо^д^а^д^зр£₽°п°оТИ
оценка состояния измерением ЭДС батареи, плот
ности и температуры электролита•
При необходимости батарея подзаряжаете ,
корректируется плотность и уровень электролита и
после этого батарея передается в эксплуатацию.
Электролит для заливки батареи готовится
аньше, плотность его устанавливается в соот-
ветствии с требованием для того климатического
района, в котором предстоит эксплуатация ба-
тареи
Батареи несухозаряженные после заливки про-
питывают 3—5 ч и проводят полный заряд в
соответствии с инструкцией на эти батареи.
Необслуживаемые типы батарей с залитым
электролитом и в заряженном состоянии прове-
ряются на плотность электролита, его уровень,
ЭДС батареи.
В качестве электролита в свинцовых аккумуля-
торах применяется водный раствор серной кисло-
ты Существенное влияние на работоспособность
и срок службы батарей оказывает химическая
tn слота электролита. При наличии примесей ме-
таллов увеличивается саморазряд, снижается от-
даваемая емкость и срок службы. Поэтому для
иготовления электролита применяются только
истиллированная вода и специальная аккуму-
яторная серная кислота. Допустимо применение
ислоты химически чистой марки ЧДА, но стои-
кть ее выше, чем стоимость аккумуляторной
слоты
ля получения дистиллированной воды приме-
я дистилляторы либо специальные иониза-
до иные установки. Дистилляторы выпускаются
ус.личной производительности. Наиболее расп-
ространенные типы: Д-1, Д-2, Д-4, АД-10. Они в
основном отличаются производительностью, раз-
мерами и потребляемой мощностью. Устройство
дистилляторов однотипно.
Ниже приведены основные технические данные,
а на рис. 36 показано устройство дистиллято-
ра Д-4.
Габаритные размеры, мм .... 360X220X700
Масса, кг.........................13,5
Потребляемая мощность, кВт .... 3,6
Напряжение питания, В .... 220
Производительность, л/ч...........4±0,3
По физико-химическим показателям дистилли-
рованная вода должна соответствовать требова-
ниям и нормам по содержанию примесей, указан-
ным ниже (в мг/л по ГОСТ 6709—72):
Остаток после выпаривания » » прокаливания 5,0 1,0
Аммиак и аммонийные соли . 0,02 п ол
Нитраты O»ZU 0 50
Сульфаты 0 02
Хлориды 0 05
Аллюминий 0 05
Железо 0 80
Кальций 0,02
Медь . 0,05
Свинец . . • • ’ 0,20
Вещества, восстанавливающие КМпО< 0,08
Удельная электрическая проводимость дистил-
лированной воды при 20°С равна 5И0 Ом X
Хм-', а pH составляет 5 4-6
Как исключение при^отсутс вии А, дть
для приготовления электроли г
Рис. 36 Дистиллятор Д 4:
L~ ^?В%НИе’ 2 камера испарения, 3 - кожух, 4 — электронаг
Г «НПеЫс^Д8ТЧНК УР°ВНЯ’ ** —патрубок; 7-водяная камера
II 17 ЛаХТи!" Т?*4*’ 9 ~ сливная трубка; 10 - уравнитель
штуцер3питания ~ СЛИВнОИ кРан- 13 ~ конденсатор; 14-
иер питания, /5 штуцер дистиллята, /6 — электрощит
дождевую или обычную водопроводную воду при
условии, что она предварительно будет очищена от
посторонних веществ путем фильтрации и обработ-
ки ионообменными смолами. В этом случае при
помощи катионов и анионов путем химической
адсорбции происходит обессоливание воды. При-
зом установок, которые производят обессолива-
ние воды, являются установки УЦ-10С и УЦ-2А,
применяемые в электронной промышленности.
Используемая для приготовления электролита
специальная аккумуляторная кислота высшего
сорта выпускается согласно ГОСТ 667—73. Содер-
жание серной кислоты должно быть не менее
94 %. Наибольшее допустимое количество приме-
сей (в процентах) приведено ниже:
Нелетучий осадок...........................0,03
Марганец.................................. 0,00005
Железо.....................................0,006
Мышьяк ............................. 0,00005
Хлор....................................... 0,0005
Окислы азота............................... 0,00005
В процессе приведения в рабочее состояние и
эксплуатации батарей применяется электролит
различной плотности. В этой связи обычно рас-
сматривают следующие случаи применения элект-
ролита:
приведение в рабочее состояние сухозаряжен-
ных и несухозаряженных батареи для различных
времен года и климатических районов в которых
предполагается эксплуатация (табл, б),
Р применение так называемого промежуточного
электролита для корректировки плотности после
чапяда залитых электролитом батареи,
Ускоренное приведение в действие батарей при
низкой температуре.
Таблица 5 Плотность электролита для эксплуатации
в различных климатических районах 17|
Климатические районы по ГОСТ 16350 80 (средний месячная температура воздуха в январе) Время года (лотность электролита, приведенная к 25 С, г/см3
ihh.r ня при приве дснии бата реи в дейст- вие В пол ностью заряжеи- чой бата рее
Очень холодный (—50 -30 С) Холодный (—30 —15 < ) Умеренный (—15 —8 С) Жаркий сухой (4*4 —15 С) Теплый влажный (0 4-4 °C) Зима Лето Круглый год То же > > 1,28 1,24 1,2b 1.24 1,21 1.21 1,30 1,26 1,28 1,26 1,23 1,23
электроли-
Примечаиие Допускаются отклонения плотности
та от значений, приведенных в таблице на ±0,01 г/см3
Для корректировки плотности электролита пос-
ле подзаряда, если она ниже нормы, или при пе-
реходе с летнего периода на зимний и из одного
иматического района в другой применяется
электролит плотностью 1,40 г/см3
Для получения электролита требуемой плот-
ти необходимо смещать определенное коли-
' ™ к?н^нтРиР3о-нной серной кислоты плот-
тью 183 г/см или электролита плотностью
пойаимпй ^лоиРелеленным количеством дистилли-
рованной воды (табл. 6).
И rPaB,Rr^!bHMC- э'"ектР°-||ита необходимо произво-
гь в стойкой к действию серной кислоты посу-
свиниовР<^ИЧН(.КОЙ: "лас™^овой. эбонитовой,
) Нс рекомендуется применение стек-
л ян нои посуды для приготовления электролита
из-за термической и механической нестойкости
стекла. Его растрескивание может привести к ожо
гам обслуживающего персонала.
Приготовление электролита осуществляется в
следующем порядке: в сосуд заливается необходи-
мое количество дистиллированной воды. После
этого при непрерывном перемешивании несильной
струей заливается серная кислота. КАТЕГОРИ-
Таблица 6 Соотношение количества кислоты, воды
и концентрированного электролита при 4-25 °C для получения
1 л электролита требуемой плотности
Требуемая плот- ность приготав- ливаемого электролита при 4* 25 °C, г/см3 Темпе ратура замер- зания, °C Количество воды и электролита плот- ностью 1,4 г/см3 Количество воды и аккумуляторной серной кислоты плотностью 1,83 г/см3
Вода, л Электро- лит, л Вода, л кислота, л
1,210 1,230 1,240 1,250 1,260 1,270 1,280 1,290 1,300 1,310 1,400 - 34 —42 —50 — 54 - 58 - 60 -64 —68 - 66 -60 —36 0,475 0,425 0,400 0,375 0,350 0,325 0,300 0,275 0,250 0,225 0,52.5 0,575 0,600 0,625 0,650 0,675 0,700 0,725 0,750 0,775 1,000 0,849 0.829 0,819 0,809 0,800 0.790 0,781 0,771 0,761 0,750 0.650 0,211 0,231 0,242 0,252 0,263 0,274 0,285 0,296 0.306 0,316 0,423
,лотности электролита следует
Примечание. При
л шмОПЯХ ЛОТНОСТИ лулсл। J*
Примечание. При замерах ( ( одИТ к снижению
учитывать, что повы111ениетемпр У1 * ПОНИЖеиие температуры
плотности 971ектР°оЛ(”Т^а оборот, к увеличению плотности мектро
;Л„“ТРи»Л0ДО7 Г/см’' (исходно- итиется T-M-.ep.Typ. +75 )
113
црскИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ вливать воду в кислоту,
ЧЕСК ^а может привести к несчастным случаям
так как это может р соединении сер-
с персоналом Д • выделяется значительное
XX» “ “tX . »«т>. "»-
ШУЮ плотность в 1,8 раза больше, чем плотность
воды то вода растекается по поверхности кислоты,
быстро нагревается, образуя пары, и разбрызгива-
ется вместе с кислотой.
При вливании кислоты в воду она погру-
жается в толщу воды, вследствие чего образую-
щийся электролит отдает тепло массе воды и
разбрызгивания не происходит.
При приготовлении электролита необходимо
помешивать образующийся раствор для скорейше-
го выравнивания плотности.
Плотность электролита, полученного в резуль-
тате приготовления, определяется с помощью
денсиметра Его поплавок при измерении не дол-
жен касаться стенок цилиндрической части
(рис. 37) стеклянной трубки. Одновременно необ-
ходимо замерить температуру электролита.
Результат измерения плотности электролита
приводят к температуре 25 °C.
Для этого к показаниям денсиметра должна
быть сделана поправка в соответствии с примеча-
нием к табл. 6 или полученная с помощью специ-
ального графика (рис. 38), позволяющего доста-
точно точно учитывать изменение плотности
от температуры. На практике можно поль-
зоваться и данными табл. 7.
В прил. 4 наклонными линиями показано
изменение фактической плотности электролита
от температуры в диапазоне от +50 до —70 ° С.
114
Рис. 37. Измерение плотности электролита с помощью денси
метра
Рис. 38. Определение температурной поправки к показаниям
денсиметра при приведении плотности электролита к темпе
ратуре -f-25°C
Таблица 7 Температурные поправки к по* денсиметра для приведения плотности электрод лазаниям ита к 25 °C
Температура электролита, °C Поправка, г/см3 Температура электролита, °C Поправка, г/см3
—65 —50 -49 —35 —34 —20 -19 -5 -0,06 0,05 —0,04 -0,03 -4 .4-10 4- 11 4" 25 4-26 4-40 4-41 4-55 —0,02 —0,01 4-0,01 4-0,02
Температура замерзания электролита определена
для плотности, измеренной при —|—25 ° С [5].
При отрицательных температурах электролита
поправка вычитается из фактически полученной
при измерении плотности электролита по пока-
занию денсиметра. При температурах выше
25°C поправки прибавляются к фактическим
показаниям.
Сразу после приготовления электролита его
температура, как правило, выше рекомендуемой
для заливки в аккумуляторы, поэтому к моменту
заливки в аккумуляторы электролит необходимо
охладить до 20—30 °C.
Выдержка батареи после заливки электролита
должна быть не менее 20 мин, но не более 2 ч.
Если плотность электролита понизится не более
чем на 0,03 г/см3 против плотности заливаемого
электролита, то батареи могут быть установлены
на автомобили для эксплуатации. Если плотность
электролита понизится более чем на 0,03 г/см3,
то такие батареи нужно перед сдачей в эксплуата-
I зарядить. Практически большинство сухо-
ряженных батарей, хранившихся со дня изготов-
ния менее года, не требует подзаряда.
11б
Батареи, хранившиеся в сухом виде более года
как правило, необходимо зарядить. Также требуют
заряда несухозаряженные батареи.
При необходимости срочного ввода в эксплуа-
11 ухозаряженных батарей допустимо уста-
навливать их на автомобили без проверки плот-
ности электролита после 20 мин пропитки, если
срок сухого хранения батареи не превышает
1 года, а температура батареи, заливаемого
электролита и окружающего воздуха не ниже
+ 15°С.
В особых случаях при необходимости срочного
ввода в эксплуатацию сухозаряженных батарей,
хранившихся при отрицательных температурах
до —30 °C, допускается приведение их в действие
путем заливки горячего электролита с температу-
рой (40 + 2) °C и плотностью (1,27 + 0,01) г/см3.
В этом случае приведение батарей в действие
производится в 2 этапа: сперва готовится электро-
лит, а затем его заливают в батарею. Исходный
электролит плотности 1,20—1,21 г/см3 при 15 °C
готовится заранее и хранится в отапливаемом
помещении. __х
Для приготовления такого электролита необ-
одимо на 1 л дистиллированной^ воды добавить
0 245 л концентрированной серной кислоты плот-
0,24 UI_ । rq г/см* При срочном приведении в
"ХТе состояние батареи,'имеющей отрицатель-
ную температуру, перед 3^2o—"1,21 г/
сИм’ТХОаХК0РИлсеПрЛной кислоты’плотностью
и заливают в батарею Залитую горячим электро-
действие батареи, хранив-
литом батарею
1 ч И, если продолжительнаэсть сУхог Р
ГГХХ" Х-и Если срок
хранения батареи был больше года, то находимо
проверить плотность электролиту Если она
понизилась более чем на 0.03 г/см . то батарею
следует подзарядить
При приведении в
шихся без электролита более установленных
инструкциями сроков (3 или 5 лет), они должны
быть подвергнуты подзаряду После пропитки
батареи должны быть заряжены током О.ОэСго
до обильного газовыделения, постоянства плот-
ности электролита и напряжения на клеммах
батареи в течение 2 ч.
14. МЕТОДЫ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
Заряд аккумуляторных батарей можно произ-
водить от любого источника постоянного тока
при условии, что его напряжение больше, чем
напряжение заряжаемой аккумуляторной батареи.
Для заряда положительный полюс источника
тока соединяется с положительным выводом
аккумуляторной батареи, а отрицательный полюс
с отрицательным выводом. Для любого момента
заряда сила зарядного тока будет определяться
следующим соотношением:
. _ ^нсг- U6aT
’ я
,ст напряжение источника; L/6bt — напряжение бата-
реи, к общее сопротивление зарядной цепи.
118
Из этого выражения следует, что при равен-
стве напряжении зарядного устройства (источ-
ника) и батареи ток будет равен нулю, если напря
ение источника больше напряжения батареи,
тогда зарядный ток будет больше нуля и тем
значительней, чем выше напряжение источника
В случае, когда напряжение источника меньше
напряжения батареи, происходит ее разряд.
Напряжение батареи при заряде изменяется
в зависимости от температуры электролита и
степени ее заряженности.
Поэтому в процессе заряда необходима
регулировка напряжения источника тока. Процесс
заряда может быть осуществлен различными
режимами за счет применения тех или других
систем регулирования напряжения или тока.
В эксплуатации практически используются
следующие системы заряда аккумуляторных
батарей: заряд при постоянстве тока и заряд
при неизменном напряжении.
2.4.1. Заряд при постодастве тока
Пои этом режиме заряда сила тока в течение
всего времени заряда остается неизменной
Для этого в ходе заряда необходимо менять
напряжение источника тока или сопротивление
пени Существует несколько способов регулиро-
вания силы тока заряда. Основные из ни^
^•''^"е^ь^еост^Г'и^’^шего^стр-ство
3аяЯЛизменения его сопротивления при заряде,
для изменени силы тока (например.
ем и выключением дополнительного сопротивле-
ния в цепи заряда меняют силу тока таким
образом, чтобы его среднее значение остава-
лось постоянным,
изменение напряжения источника тока руч-
ным или автоматическим регулятором в соответ-
ствии с показаниями силы тока, корректируя
его до заданного постоянного значения
Большинство выпрямительных устройств, пред,
назначенных для заряда аккумуляторных батарей
и питаемых от сети переменного тока, имеет
либо ступенчатую, либо плавную регулировку
напряжения за счет изменения коэффициента
трансформации Поэтому периодически приходит-
ся регулировать напряжение рукоятками соответ-
ствующих регуляторов.
При включении реостата последовательно с
батареей в зарядную цепь параметры реостата
выбираются такими, чтобы:
сечение обмоток реостата допускало без
перегрева силу тока заданной величины;
пределы регулирования сопротивления реоста-
та удовлетворяли следующим соотношениям:
R“-------Ti----. ,
ист
где (7МСТ — напряжение источника питания (зарядного устрой
ства). В, (7К., —напряжение батарей соответственно в
начале и конце »арида, В, п — число последовательно включен-
ных аккумуляторных батарей
Следует иметь в виду, что во всех случаях
напряжение источника тока должно быть выше
суммарного напряжения поставленных на запяд
батарей г
120
батГпей 3ойЯДе постоянным током исправных
Оатареи общее время заряда может быть
ностиеПоемко ИХ исходной степени разряжен
ппи „П К0С™’ вторую необходимо сообщить
(и иЯс»у?Де’ М0ЖН° °"Ределить время заряда
‘, = ~г~
где С — количество электричества, необходимое батарее для ее
полного заряда до номинальной емкости от степени заряжен
ности перед зарядом (оценивается по плотности электролита
и вычисляется из условия соответствия 0,01 г/см3 плотности
электролита 6,25% разряженное™ батареи); /3 — сила тока за-
ряда, А; т] — общий КПД процесса заряда, который при
комнатной температуре для исправных батарей может быть
принят равным 0,85—0,90, если зарядный ток численно не
более 0,1С20 А.
Коэффициент использования тока (при режиме
заряда постоянным током) зависит от силы заряд-
ного тока, степени заряженности батареи и темпе-
ратуры электролита. Он тем меньше, чем больше
зарядный ток, чем выше степень заряженности,
чем ниже температура электролита. При заряде
постоянным током (полностью разряженных бата-
рей) при комнатной температуре процесс заряда
в первый момент идет с наибольшим коэффициен-
том Повышение степени заряженности и возраста-
ние поляризации на электродах приводят к увели
чению суммарного внутреннего сопротивления
батареи и увеличению потерь энергии на нагрев
уХков зарядной цепи (электролит, электроды,
Готики се^раторы) и ^ктролиз воды из
^Наделяющийся от электролиза воды газ созда-
снижения потерь
и с°хРан«ни^ уР°в^« в Ронце процесса заряда
снижения рекоменду о Чаще всего
испХзуется режим .аряда, рекомендованный
ГОСТ 4590- 84 Е как контрольный Этот режим
из двух ступеней, в каждой из которых
зарядный ток поддерживается постоянным.
Первая ступень заряда проводится при токе
О1С2о до тех пор, пока напряжение на каждом
аккумуляторе достигнет 2,40 В (или 14,4 В на
батарее с номинальным напряжением 12,и о).
Затем сила тока снижается и заряд продолжается
при постоянном ее значении, численно равном
О,О5С2о, до полного заряда батареи. Пониженная
сила тока в конце заряда позволяет избежать
отмеченных выше неприятностей, уменьшить
влияние перегрева на последующую работоспо-
собность и срок службы батареи, обеспечить
полноту заряда.
Учитывая, что при комнатной температуре
напряжение на каждом аккумуляторе батареи
в конце процесса заряда достигает 2,6—2,7 В,
расчетное сопротивление R реостата (в омах)
должно выбираться из условия:
^нст - (2.6 4- 2,7) п
где п — общее число аккумуляторов заряжаемых батарей;
0,5 коэффициент, обеспечивающий возможность снижении
тока заряда в случае повышения температуры электролита.
Модифицированный заряд. Такой заряд пред-
ставляет собой некоторое приближение к заряду
при постоянном напряжении. Цель его — несколь-
ко уменьшить силу тока в начальный период
122
вас₽етиана заоя7иЬк>?ЛИЯНИе КОЛебаний напряжения
с aKKVMvnt^n - Т’ лля чего "«следовательно
чЯпя„яУ у торнои батареей включают в цепь
РТяилйРеЗИСТ°Р небольшого сопротивления.
Г ' Г рием известен под названием способа
полупостоянным напряжением или модифици
рованного способа с постоянным напряжением
При применении данного метода заряда напря-
жение на шинах источника тока поддерживается
постоянным на некотором значении в пределах
от 2,5 до 3,0 В на аккумулятор. Считается, что для
свинцовых аккумуляторов оптимальным является
напряжение 2,6 В, обеспечивающее заряд
примерно за 8 ч.
Изменение показателей свинцового аккумуля-
тора в процессе заряда методом модифицирован-
ного постоянного напряжения показано на рис. 39.
Эти кривые получены при напряжении на шинах
2,63 В на аккумулятор и добавочном сопротивле-
нии 0,0091 Ом. Заряд был закончен за 8 ч. Как
видно из рисунка, зарядный ток уменьшается
по мере роста напряжения батареи. Подъем плот-
ности электролита начинается уже после 2-часово-
го заряда и продолжается несколько часов
Газовыделение начинается примерно через 4,5 ч
и сопровождается заметным снижением зарядного
тока. Точка на кривой напряжения, соответствую-
щая 2,37 В на аккумулятор, соответствует уста-
новке срабатывания реле напряжения, контроли-
рующего заряд. Через 7 ч батарея получает ем-
кость, отданную при разряде, и дальнейший
заряд ведется конечным режимом до небольшого
перезаряда.
Для отключения зарядного агрегата в конце
заряда обычно применяй' автоматические устрой-
Рис 39 Изменение показателей состояния свинцового ак-
кумулятора при модифицированном заряде
— напряжение на аккумутяторе, /3 — ток заряда, /эл — темпера-
тура электролита, ум — плотность этектролита
Часовой механизм отсчи-
время и затем отключает
ства Это может быть комбинация чувствительно-
го реле напряжения с часовым механизмом или
счетчик ампер-часов. Реле напряжения пускает
часовой механизм, когда напряжение батареи
достигает заданного,
тывает установленное
зарядное устройство.
Кроме описанных, применяются методы заря-
да, представляющие в какой-то мере их варианты.
Так, в процессе длительной эксплуатации могут
иметь место случаи, когда плотность электролита
и степень заряженное™ отдельных аккумуляторов
в старее будет различна. Поэтому перед началом
имнеи эксплуатации целесообразно провести так
называемый уравнительный заряд аккумулятор-
ной батареи J 1
124
Уравнительный заряд. Такой заряд проводится
при постоянной силе тока, численно равной 10%
номинальной емкости и менее, как и заряд при
постоянстве тока, но в течение несколько большего
времени, чем обычно. Его цель — обеспечить
в аккумуляторной батарее полное восстановление
активных масс во всех электродах всех аккумуля-
торов. Уравнительный заряд нейтрализует воз-
действие глубоких разрядов на отрицательные
электроды и рекомендуется как мера, устраняю-
щая возможную сульфатацию электродов. Заряд
продолжается до тех пор, пока во всех аккумулято-
рах не будет наблюдаться постоянство плотности
электролита и напряжения в течение 3 ч.
При необходимости в короткое время восста-
новить работоспособность сильно разряженной
аккумуляторной батареи применяют так назы-
ваемый форсированный заряд.
Форсированный заряд. Такой заряд может
производиться токами, численно равными до 70%
от номинальной емкости, но в течение короткого
времени, тем меньшего, чем больше ток. Практи-
чески при токе О,7С*2о А продолжительность заряда
не должна быть более 30 мин, при 0,5С20 А — 45
мин, при О,ЗС2о А — 90 мин. В процессе форсиро-
ванного заряда необходимо контролировать
naTVDV электролита и при достижении 4о
прекращать дальнейший заряд. Следует отметить
что применение форсированного заряда должно
быть исключением, так как его систематическое
многократное повторение для одной и тон же
аккумуляторной батареи заметно сокращает срок
“ Постоянный подзаряд. Такой заряд ведется
током, приблизительно компенсирующим само-
разряд аккумуляторной батареи. Существуют
Различные способы постоянного подзаряда, при
постоянном напряжении, незначительно превы-
шающем напряжение батареи; при параллельном
включении батарей и ограничении силы тока в
цепи каждой батареи.
Основным недостатком постоянного подзаряда
является то, что он ускоряет процесс коррозии
решеток положительных электродов Достоинст-
вом его является поддержание аккумуляторных
батарей в состоянии полного заряда независимо
от срока хранения.
Стремление сократить продолжительность за-
ряда аккумуляторных батарей, а также увеличить
коэффициент использования тока (КПД заряда)
при низких температурах побудили в последнее
время провести ряд исследований, связанных
с использованием пульсирующих и асимметричных
токов.
Однако пока нет достаточно обоснованных
рекомендаций, которые позволили бы четко
определить области их применения и влияния
такого заряда на срок службы. Асимметричные
токи используются при формировании электродов
в некоторых зарядных установках, и дальней-
шее их использование еще требует дополнитель-
ных исследований.
2.4.2. Заряд при постоянстве напряжения
При этом способе в течение всего времени
заряда напряжение внешнего источника поддер-
вается постоянным. Зарядный ток убывает с те-
ни заряда по причине возрастания
126
включения " "а батаРее- В "еРвь>й момент после
включения сила тока определяется следующими
ка сТт°е₽пеньюВпЯХ0ДНЫМ на,1Ряжение“ источника то-
. степенью разряженное™ батареи, количеством
последовательно включенных батарей, темпера
турой электролита батарей. Сила зарядного
™ка . а начальнЬ1Й момент может достигать
(1 — 1,5) С2о-
Для исправных, но разряженных батарей такие
токи не принесут вредных последствий. Несмотря
на различие в силах тока, при этом режиме
заряда и при постоянстве тока общая продолжи-
тельность полного заряда батарей приблизительно
одинаковая. Дело в том, что заключительный этап
заряда в режиме постоянства напряжения про-
ходит при достаточно малой силе тока. Но тем
не менее заряд при постоянстве напряжения
в ряде случаев предпочтителен, так как иногда
батареи требуется зарядить до состояния,
обеспечивающего пуск двигателя. Кроме того,
сообщаемая в начальном этапе заряда энергия
в основном расходуется на основной процесс за-
ряда (восстановление активной массы электро-
дов), когда еще процесс газообразования в акку-
муляторе невозможен.
Таким образом, способ заряда при постоян-
стве напряжения позволяет форсировать этот
процесс при подготовке батарей к эксплуатации.
Частным случаем режима заряда при постоян-
стве напряжения в его предельном значении
силы тока с наименьшими потерями энергии
является метод заряда по «закону ампер часов».
Суть этого метода заряда заключается в том,
что аккумуляторная батарея должна заряжаться
током, численно равным 95% емкости, которой
127
хватает до полной заряженности батареи.
Процесс заряда должен вестись так чтобы т
соотношение недостающей емкости по мере
ряда батареи и силы тока сохранялось до
полного заряда батареи Следовательно. "POWCC
заряда будет форсированным, но без перегрева
электролита и без интенсивного газообразования
в заключительной стадии. Сила тока (в амперах)
этого режима заряда определяется из условия
/3=0,95е“',
где с — количество ампер часов, недостающих батарее до
номинальной степени заряженности; t — время, ч
Как показывает опыт, заряд по этому методу
позволяет восстановить до 90% емкости за 2,5 ч
предварительно полностью разряженной батареи
и полный ее заряд за 4—4,5 ч
Необходимо отметить, что подзаряд аккумуля-
торной батареи в системе электроснабжения
автотракторной техники в процессе эксплуатации
осуществляется по методу постоянства напря-
жения от генератора Однако напряжение это
определяется с учетом условий эксплуатации,
режима работы потребителей лектроэнергии
и отдачи генератора (см гл. 3).
2.5. РАЗРЯД И ЕГО РАЗНОВИДНОСТИ
'а 1ряд электрических аккумуляторов осущест-
вляется двумя методами: при постоянстве разряд-
> тока (/р —const) и при постоянстве сопро-
ивления внешней цепи (R = const). Для соблю-
постоянства тока в цепь включают
реостат, сопротивление которого в начале RH и
12Н
формулами: ** °МаХ) °"Ределяется следующими
R =2^. в _ nU->
р S
где п количество аккумуляторов в батарее, UM R,UKD — coot
p/CJBgHH° На"ряжение аккУмУлятора вначале и в конце раз
При разряде на постоянное сопротивление
сила тока в цепи непрерывно падает. Средняя
сила тока /р определяется уравнением:
/Р=(7Р/Я,
где Up — среднее разрядное напряжение.
В обоих случаях, т. е. при /p = const при
R — const, разряд можно вести либо с перерывами,
либо непрерывно. Прерывистым называют такой
разряд, когда источник тока в течение какого-то
определенного времени включен на разряд, затем
на определенное время выключен из цепи, после
чего периоды включения и выключения повторя-
ются вновь обычно в том же порядке.
В том случае, когда продолжительность раз-
ряда исчисляется долями минуты или секунды
и циклы разряд-отдых-разряд протекают с боль-
шой частотой, разряд называется импульсным.
Непрерывный разряд, в течение которого
источник тока отдает свою полную емкость,
может быть длительный (10 — 100 ч и более)
либо короткий (от нескольких минут до I ч)
Нагшимер, для стартерных батареи длительным
разрядомР является 20-часовой режим разряда,
а коротким — стартерный режим разряда. Корот-
кие режимы разряда бывают также прерывистыми,
например работа аккумуляторной батареи на
*
5 Зик
стартер при неоднократном пуске автомобильного
ДВИКРоемеЯ перечисленных способов разряда, рабо-
та батареи возможна также в режиме перемежаю-
шегося разряда. Этот режим характеризуется тем,
что батарея в течение определенного времени ра
ботает в одном режиме, т. е. разряжается опреде-
ленным током или на определенное сопротивле-
ние затем на определенное время переключается
на режим разряда, характеризующийся другими
силами тока или внешнего сопротивления.
При разряде напряжение батарей изменяется
в первый период сравнительно медленно, но в
конце резко падает. Продолжение разряда после
начала резкого снижения напряжения отрица-
тельно сказывается на сроке службы и практи-
чески не дает увеличения отдаваемой батареей
емкости. Поэтому разряд оканчивают при начале
резкого снижения напряжения.
Таблица 8 Конечные разрядные напряжения при разных
режимах разряда
Режим разряда 'емпе ратура электро лита, !С Конечное ра «рядное напряжение, 1, для бата реи Режим разряда емпе- уатура лектро- ита, °C Конечное раз- уядиое напри жение, В, для батареи
G воль- товой 12 воль- товой 6 воль- товой 12- воль товой
10-часо- вой 25 5,1 10,2 Стар- терный 25 4,5 9,0
20-часо- вой 25 5,25 10,5 » — 18 3,0 6,0
130
Рис. 40. Изменение
зарядного тока акку-
муляторной батареи
при заряде от источ-
ника тока с постоян
ным напряжением
Продолжительность заряда
В зависимости
значение напряжения, при котором начинается
его резкое снижение, не одинаково. Поэтому
с учетом силы токов разряда конечное напряже-
ние, при котором следует прекращать разряд,
будет различно.
В настоящее время разряд прекращают при
напряжениях, показанных в табл. 8.
В гл. 1 было показано, что ЭДС батареи
изменяется в относительно небольших пределах,
ЭДС поляризации в процессе заряда в первый
его период увеличивается значительно. В резуль-
тате увеличения ЭДС поляризации в первый
период с начала заряда происходит быстрое
уменьшение зарядного тока. Через несколько
минут заряда сила тока стабилизируется, и даль-
нейшее его изменение невелико (рис. 40). Сила
зарядного тока, при которой он стабилизируется,
в 5_g раз меньше, чем после включения на заряд.
Количество электричества, полученное акку-
муляторной батареей за один непрерывный заряд
(на рис 40 — заштрихованная площадь), раз-
деленное на время, в течение которого происходит
от силы разрядного тока
ап чает среднюю за данное время силу
зарядного тока Чем
НХРноГ™ТРпри’ прочих равных условиях
температура электролита, степень заряженност
и зарядное напряжение). Имеющее место кратко-
временное циклирование аккумуляторной батаре
в роцессе движения автомобиля приводит к
тому, что средняя сила зарядного тока существен-
но бочьше его установившегося значения. Чередо-
вание зарядов с разрядами небольшой продолжи-
тельности в процессе движения автомобиля
еще больше увеличивает эту разницу, так как
разряд снимает поляризацию, способствуя уве-
личению тока в начале следующего периода
заряда
Средняя сила тока заряда при кратковремен-
ном циклировании больше, чем при непрерывном
заряде от генератора, имеющего то же регули-
руемое напряжение Средние зарядные токи
батареи при одном и том же значении напряжения
заряда в режиме кратковременного циклирования
в 2—3 раза больше, чем при непрерывном ре-
жиме заряда.
Частота вращения ротора генератора изме-
няется при движении автомобиля в зависимости
от скорости движения и включенной передачи.
Поэтому продолжительность вращения ротора
генератора с той или иной частотой может быть
оценена лишь статистически.
Максимальная сила тока заряда, которая
может быть обеспечена генератором, равна
наибольшей возможности при данной частоте
вращения ротора силе тока генератора за выче-
том силы тока включенных потребителей. Зави-
132
Рис 41. Токоскоростная характеристика автомобильного гене-
ратора (вариант)
симость силы тока /г, которую может отдать
генератор от частоты пг вращения его ротора,
представлена на рис. 41. На том же рисунке
нанесена сила тока потребителей.
Если перемножить силы токов генератора
(без токов нагрузки), соответствующие опреде-
ленной частоте вращения, на относительное
время работы генератора при этой частоте и
суммировать полученные результаты, то в резуль-
тате получится количество электроэнергии, кото-
рое может отдать генератор батарее в процессе
движения автомобиля за единицу времени (час,
смену, сутки и пр.), • течение которого не
изменялись токи потребителей.
133
Олнако в действительности батарея не всегда
может принять токи, которые способен отдать
генератор. Сила тока, которую способна потре
бтять батарея при данном напряжении опред<
ляется ее зарядной характеристикой. Для того
чтобы заряженность батареи оставалась неизме
ной должно быть соблюдено условие, что в
период, когда генератор заряжает батарею, ей
должно быть сообщено количество электричества,
снятое при предшествующем разряде, с учетом
коэффициента использования тока т], т. е.
/3ГзП = /РГр.
где /₽ и /3 — токи разряда и заряда соответственно,
ТР н Г, - время разряда и заряда
При заданном напряжении генератора потреб-
ляемый батареей ток будет тем больше, чем
выше температура электролита и ниже степень
заряженности
Если фактически потребляемый аккумулятор-
ной батареей ток будет больше, чем это необходи-
мо по приведенному выше выражению, батарея бу-
дет подзаряжаться, напряжение ее будет расти,
а ток заряда уменьшаться до тех пор, пока не
наступит соответствующее выражению равенство.
Если зарядный ток аккумуляторной батареи
будет меньше, чем это необходимо для приве-
денного равенства, батарея будет разряжаться.
Как следствие, напряжение аккумуляторной ба-
ареи будет снижаться, а зарядный ток увеличи-
ваться до тех пор, пока не наступит указанное вы-
ше равенство.
Таким образом, в процессе эксплуатации всег-
а имеет место колебание степени заряженности
134
Рис. 42. Изменение степени
заряженности С3 аккумуля-
торной батареи в процессе
эксплуатации при установке
на автомобиль полностью за-
ряженной батареи (100%) и
заряженной на 50 %
аккумуляторной батареи <----
него значения, называемого установившейся сте-
пенью заряженности.
Наглядной иллюстрацией этого факта явля-
г я кривые на рис. 42, на котором показаны
два случая изменения степени заряженности
аккумуляторной батареи в процессе эксплуата-
ции после установки ее на автомобиль. Из
рисунка видно, что независимо от начальной
степени заряженности, с которой была установ-
лена аккумуляторная батарея, через некоторое
время эксплуатации (на примере через 5,5 ч) сте-
пень заряженности становится практически оди-
наковой и колеблется около некоторого среднего
значения (в данном случае равного 75%).
Установившаяся степень заряженности не
остается постоянной в процессе эксплуатации.
Она тем выше, чем больше напряжение генерато-
ра, выше температура электролита и меньше
сила тока и продолжительность разряда батареи
при движении автомобиля. Поэтому в летнее
время, когда токи потребителей малы, а темпе-
ратуры высокие, средняя степень заряженности
около некоторого сред-
(Вс)
на автомобилях
весной
Рис 43 Изменение средней степени заряженности аккумуля
то- ных батарей С в процессе эксплуатации — “
летом (Лт). осенью (Ос) зимои (Зм) и
аккуму ляторных батарей выше, чем зимой.
Примером этого может служить график, приве-
денный на рис 43 Наблюдения за большим
количеством автомобилей показывают, что при
соблюдении регулировок напряжения и правил
эксплуатации в среднем около 80% времени
работы на автомобилях аккумуляторные батареи
имеют степень заряженности от 75 до 100%,
около 15% — в пределах от 75 до 50% и только
5% времени аккумуляторные батареи оказыва-
ются заряженными менее чем на 50%
В гл 1 было указано, что аккумуляторные
батареи в конце срока службы имеют повышен-
ный саморазряд (см рис 32), в результате чего
заряженность в процессе стоянки может сущест-
венно снижаться.
ис
2.6. КОНТРОЛЬНЫЕ РАЗРЯДЫ БАТАРЕЙ
Контрольные разряды батарей проводятся с
целью оценки их состояния в процессе эксплуата-
ции, а также определения целесообразности их
дальнейшей эксплуатации или списания Учитывая
разнообразие режимов работы аккумуляторных
батарей в процессе эксплуатации, их свойства
характеризуются несколькими показателями.
Номинальная емкость батарей, которая дает
возможность сравнивать батареи между собой,
определяется как по советским стандартам, так
и по международным при 20-часовом разряде,
т. е. током, равным О,О5Сго.
Для оценки возможностей батареи обеспе-
чить работу приборов электроснабжения при
аварийном выключении автомобильного генерато-
ра как упоминалось выше разработан показатель,
называемый резервной емкостью. Это — продол-
жительность разряда (в минутах) током 25 А
приблизительно равным суммарному току оба-
ятельных для безопасного движения автомобиля
потребителей — освещение, зажигание, измери-
тельные и контрольные приборы) до конечного
напряжения 10,5 В при температуре электро-
Во^ожности работы аккумуляторной батареи
В стартерном режиме пуска автомобильного
ДВИпГ::Гз:Т:^"р^ разряда установ-
ленным током ДО 0,5 номинального напряжения
утки^представляю-
й собой наибольший возможный ток, при кото-
ром на> ЗО Й секунде разряда при температуре -18
или -29 °C напряжение аккумуляторной батареи
Не Этот 7ток ^практически дает возможность
ориентировочно выбрать батарею для заданного
типа стартера
Напряжение 7,2 В является минимальным
напряжением батареи, при котором с учетом
падения напряжения в стартерной цепи практи-
чески может работать стартер в системе пуска.
Путем сравнения тока полного торможения
стартера с током холодной прокрутки можно ори-
ентировочно определить, способна ли данная
батарея работать с рассматриваемым стартером.
Ток полного торможения должен быть меньше
тока холодной прокрутки при сравнимых темпе-
ратурах
Наряду с абсолютными величинами перечис-
ленных показателей для оценки аккумуляторных
батарей применяют и удельные характеристики:
удельная мощность, приходящаяся на 1 кг массы
или 1 л объема (Вт/кг или Вт/л), удельная
энергия, также отнесенная к массе или объему
(Вт-кг или Вт-ч/л). Энергию батареи опреде-
ляют применительно к емкости в 20-часовом
режиме разряда или стартерной емкости при
С Для этого ток разряда умножают на
ip< должительность соответствующего контроль-
о разряда и среднее напряжение в процессе
разряда Обычно для стартерного разряда при
его считают равным 0,95 от установлен-
о о контрольного значения для проверок.
|я ускоренной проверки состояния батарей
риме яют иногда контрольный разряд предва-
итетьно заряженной батареи током, равным 0,5
ока холодной прокрутки при 20—25 °C. При
138
этом напряжение на 15-й секунде должно быть
больше 9,60 В. Если оно меньше, то батарея
может быть списана.
Проверка номинальной емкости при 20-часовом
режиме разряда требует значительного времени.
Разряд может длиться иногда более 20 ч, т е.
требуется 3-сменная работа зарядной станции.
Поэтому иногда емкость определяют при 10-часо-
вом режиме разряда. Емкость батареи при 10-
часовом режиме разряда практически на 10%
меньше номинальной и в проспектах многих
батарей задается одновременно с 20-часовой
емкостью.
По некоторым батареям емкость и токи
контрольного разряда 10-часовым режимом указа-
ны в прил. 2.
г Л а В a. 3.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И PEMCMW
АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕИ
3.1. УСЛОВИЯ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ
АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
Аккумуляторная батарея является элементом
системы электроснабжения автомобиля. Условия и
режимы работы батарей определяются прежде
всего конструкцией, температурой и режимом экс-
плуатации, назначением автомобиля.
Основными условиями работы, определяющи-
ми характер эксплуатации аккумуляторных бата-
рей и их сроки службы, являются: температура
электролита, сила тока заряда и разряда, про-
должительность работы батареи и перерывов в
эксплуатации, уровень вибрации (тряски), кото-
рой подвергается аккумуляторная батарея, перио-
дичность и объем обслуживания батарей в про-
цессе эксплуатации и, наконец, уровень надеж-
ности электроснабжения, который должен быть
обеспечен для данного автомобиля, исходя из
его назначения (рис. 44).
Обслуживание аккумуляторных батарей в про-
цессе эксплуатации включает
очистку поверхности от пыли и грязи, которые
могут накапливаться при работе автомобиля;
проверку отсутствия механических или темпе-
ратурных повреждений крышек и моноблока;
проверку надежности крепления батареи в мес-
ее установки и проводов на выводных клем-
мах батарей;
1
Срок службы стартерной аккумуляторной (Гатарой
Установившаяся степень заряженности
батареи в процессе эксплуатации
— 1 _ i
Конструктивные особенности
батареи и технические
параметры нобелий
электрооборудования:
-токоскоростная характе-
ристика генератора;
- зарядное напряжение в
цепи батареи;
- номинальная мощность
потребителей электро-
энергии на автомобиле
и их число;
- номинальная емкость и
особенности конструкции
батареи
Условия эксплуатации
батареи.
- место установки бата -
реи на автомобиле;
- режим эксплуатации
автомобиля;
- среднедуточная темпе-
ратура электролита
батареи;
- качество технического
обслуживания батареи,
способхранения;
- техническое состояние
системы электрооборудо-
вания автомобиля
Рис 44. Схема формирования срока службы стартерной акку-
муляторной батареи
оценку уровня, плотности и температуры элек-
тролита;
контроль напряжения на клеммах батареи,
обеспечиваемого генератором в процессе заряда,
проверку разрядного напряжения при токах,
близких к стартерному режиму.
Способы и периодичность обслуживания акку-
муляторных батарей различной конструкции нео-
линаковы. Они завися^ и от условий эксплуатации
Определяя объем и способы обслуживания акку-
муляторных батарей в процессе эксплуатации кон
кпетных автомобилей, необходимо учитывать осо
бенности их конструкции, а также свойства элек-
трических характеристик батарей. Больше того,
на автомобиле при подготовке его к эксплуатации
необходимо проводить ряд мероприятий, обеспечи-
вающих нормальные условия работы для батарей.
Учет особенностей самих батарей и мероприятия
по обеспечению нормальных условий эксплуатации
проводятся в соответствии с технической доку-
ментацией на батареи и автомобили (инструкции,
стандарты и технические условия).
На работу аккумуляторных батарей наиболь
шее влияние оказывают:
место и способ размещения батареи на ав-
томобилях,
регулярность и интенсивность эксплуатации ав-
томобиля (среднесуточный пробег);
дорожные и температурные условия эксплу-
атации (климатический район, время года и суток,
назначение автомобиля),
электрические характеристики генераторной
установки автомобиля
В зависимости от этих условий в эксплуатации
приходится проводить некоторые изменения как
по объему и периодичности обслуживания бата-
рей, так и по их установке на автомобилях с
учетом условий, которые практически не м<»1ут
быть полностью учтены автозаводами.
3. 1.1. Размещение батарей на автомобилях
Аккумуляторные батареи на автомобилях раз-
мещаются так, чтобы обеспечивалось выполнение
следующих требований:
батареи должны быть легко доступны для зак-
репления при установке и снятии, а также для
I42
мобЛиля;ИВаНИЯ В "роцессе ’ксплуатации авто-
площадка, на которой установлена батарея
I1OBBOJ,HTb zee закрепление, обеспечивать
уровень вибрации (тряски) не более предусмот-
ренного техническими требованиями в батарее
возможность при необходимости утепления ба-
тареи и защиты от перегрева;
батарея не должна загрязняться при движе-
нии автомобиля;
защищенность батареи от механических пов-
реждений при загрузке, разгрузке и движении ав-
томобиля;
недопустимость окисления расположенных по
соседству с батареей деталей автомобиля парами
и брызгами электролита.
Объем обслуживания и соответственно дос-
тупность батареи для ухода в зависимости от ее
конструкции не одинаковы. Поэтому и размещать
батареи неодинаковой конструкции можно и нуж
но различно. Батареи с различными и общими
крышками, требующие периодической доливки во-
ды для поддержания уровня электролита, требуют
над батареей свободное пространство, позволяю-
щее протирать поверхность батареи, опускать в
заливочные горловины аккумуляторов денсиметр,
грушу для доливки дистиллированной воды и
трубочку для измерения уровня электролита. В
некоторых автомобилях (автобусах) батареи ус-
танавливают на выдвижных площадках, что поз-
воляет удобно выполнять их обслуживание в наз-
ванном объеме.
Практически батареи размещаются в следу-
ющих местах: иод капотом двигателя (легковые
автомобили), под кабиной на расширенной под-
14J
ножке кабины (ЗИЛ), за кабиной (КамАЗ)I ПОД
=.,Г.ТР."Х^«
регламентируются ОСТ 37.003 062-83. В этом
же документе определены необходимость и харак-
тер устройств обогрева и утепления батареи при
эксплуатации машин в северных условиях
Допускаются различные методы закрепления
батарей на месте установки Дело в том, что
в ряде случаев в эксплуатации серийные авто-
мобили приспосабливают для специальных целей
и перевозок и батареи удобнее крепить, например,
не планкой поперек крышки, а прямоугольной рам-
кой опирающейся на кромки моноблока. Могут
быть случаи применения дополнительных батарей
для питания спецоборудования, установленного на
автомобиле.
Батареи в пластмассовом моноблоке с общей
крышкой допускают крепление за приливы у осно-
вания моноблока, которое является более уни-
версальным и наименее металлоемким среди дру-
гих вариантов крепления.
Конструкция крепления и посадочного места
может быть различной исходя из технологичности
и удобства обслуживания. Однако во всех слу-
чаях должны соблюдаться требования, которые
сводятся в основном к следующему.
крепление батареи должно предохранять ее от
перемещения на опорной площадке, от вибрации
и тряски при движении автомобиля;
и установка батареи должны прово-
ем демонтажа других агрегатов автомоби-
ля, проведение работ по ее техническому обслу-
живанию в полном объеме должно быть возмож-
ным прямо на автомобиле-
144
при размещении батареи в закрытом контей
нере или утеплении должны быть обеспечены про-
дувка внутренней полости контейнера от выделяю
щихся из аккумуляторов батареи газов с тем,
чтобы концентрация их была ниже взрывоопас
ного уровня;
внутренняя поверхность контейнера и детали
крепления батареи должны быть защищены от
разрушающего воздействия электролита;
крепление батареи в зависимости от типа сле-
дует производить за выступы в нижней части
моноблока (где они имеются), рамкой сверху,
планкой за верхнее ребро по диагонали батареи
или сверху по части периметра. Недопустимо при-
менение способа крепления с упором в боковые
стенки моноблока батареи из-за возможности их
повреждения;
присоединение отрицательного вывода аккуму-
ляторной батареи к корпусу (массе) автомоби-
ля рекомендуется осуществлять через выключа-
тель;
батареи должны иметь защиту от освещения
прямыми солнечными лучами.
Следует иметь в виду, что падение напряжения
в цепи разряда между клеммами батареи и стар-
тера не должно превышать 0,2 В на каждые
100 А стартерного тока. Это может быть пров
пено в мастерской следующим образом: однов-
ременно измерено напряжение на клеммах старте-
па (1/„) и батареи (Uo), ток разряда от батареи
к стартеру (/.,) в этот момент. Падение напря
жения в цепи будет
О'
145
3.1.2. Температурные условия работы батарей
Температура электролита аккумуляторной ба-
тареи в основном определяется температурой ок-
ружающего воздуха и несколько возрастает при
заряде и разряде. Температура окружающего воз-
духа определяется климатическим районом, в ко-
тором эксплуатируется автомобиль, режимом эк-
сплуатации, временем года и суток, погодой. При
движении автомобиля температура воздуха, ок-
ружающего батарею, зависит также от места ее
расположения и наличия утеплителя или обо-
грева.
На рис. 45 показано изменение температуры
окружающего воздуха и температуры электролита
батареи в процессе длительной стоянки автомо-
биля. При такой стоянке среднесуточная темпера-
тура электролита практически близка к средне-
суточной температуре окружающего воздуха. Ко-
лебания температуры электролита в течение суток
значительно меньше, чем происходящие изменения
суточной температуры воздуха. При этом макси-
мумы и минимумы суточной температуры электро-
лита наступают на 1,5—2 ч позднее, чем у окру-
жающего воздуха. Причины этого — значительная
теплоемкость аккумуляторов и относительно невы-
сокая теплопроводность материала моноблоков.
В начальный период стоянки имеет место срав-
нительно быстрое снижение температуры электро-
лита, зависящее в основном от наличия утепления
и температуры окружающего воздуха. Утепление
существенно замедлить процесс охлажде-
ния электролита. Однако при стоянке более 2 сут
сохранение тепла батареи за счет ее утепления
в контейнере практически невозможно.
146
Рис 45. Изменение температуры воздуха (/в) и электролита
в верхнем слое (М неутепленной аккумуляторной батареи
при стоянке автомобиля
В табл. 9 показаны возможные пределы тем-
пературы электролита для различных типов ав-
томобилей с учетом места установки батареи
Температура воздуха, окружающего батарею,
может изменяться в очень широких пределах
В районах Крайнего Севера зимой минимальная
температура наружного воздуха может достигать
IfJ) ' С В жарких районах летом температура
nmnvxa в дневное время может достигать +50 С.
Обеспечить работоспособность батареи в режиме
^ска автомобильного двигателя в таком широком
liyvrxo гтРПЯТvn Н М ЗМОЖНО. В СВЯЗИ С ЭТИМ
стандартами наРавтомобильные двигатели устж
Т >6 'нцл 9 Температура электролита для различны* автомобилей и мест установки
ювлены предельные температуры двигателя и
электролита, при которых должен быть обеспе-
чен пуск.
Возможность пуска определяется следующими
основными электрическими характеристиками ба-
тарей и стартера:
силой тока, потребляемого стартером;
продолжительностью вращения якоря старте-
ра;
напряжением на клеммах батареи, которое дол-
жно быть обеспечено при данном токе стартера
Работа батареи в системе пуска имеет два
принципиально различных режима: первый пуск
после длительной стоянки с неработающим двига-
телем. Как правило, первоначальный пуск двига-
теля после стоянки требует от стартера тем боль-
шую мощность, скорость и время вращения, чем
ниже его температура. Это связано с увеличением
момента сопротивления вращению вследствие по-
ышения вязкости масла от понижения темпера-
туры и ухудшения испаряемости топлива [9].
В ряде случаев при первоначальном пуске
двигателя после стоянки автомобиля необходимы
мероприятия по подготовке двигателя и батареи
к работе. Например, при низких температурах
разогрев некоторых систем двигателя и батареи
Пуск считается надежным, если батарея способна
обеспечить не менее 3 попыток (прокруток вала
двигателя) продолжительностью 10-20'^.прово-
димых последовательно с интервалом около 1 мин
При низких температурах первый пуск осущес
твляют как правило, поэтапно.
разогрев двигателя .а счет специальных ус-
тройств (теплым воздухом, электричеством, подог-
ретой охлаждающей жидкостью);
разогрев батарей с помощью нагревателя или
УСТ"чХ°ие'валГ двигателя от руки, за-
^^после^ра^ряда^на^предпусмжые^строй^тва
перед началом подготовки пуска двигателя имела
зараженность не менее 75% и была исправна.
В случае отказа при первом пуске могут прово-
диться пуски от вспомогательной батареи, под
ключенной параллельно штатной или от специ-
ального пускового агрегата. Полезен предпуско-
вой подзаряд батареи от специальной установки
Э415, рекомендованный РТМ 200-РСФСР-12-
0032-77.
В летний период эксплуатации при положитель-
ных температурах воздуха и соответственно дви-
гателя и батареи трудностей пуска от исправной
батареи не возникает, если степень ее заряжен-
ности не менее 50%.
В процессе работы автомобиля имеют место
также пуски двигателя от штатной батареи в
достаточно больших количествах. По массовым
статистическим наблюдениям количество пусков в
рейсе в среднем для машин различного назначения
и класса может составлять 5—50 раз на 100 км
пробега. Однако, эти пуски осуществляются, когда
двигатель уже прогрет. Расход электроэнергии на
эти пуски существенно меньше по сравнению с
холодным пуском. Эти расходы электроэнергии
учитываются при расчетах баланса электроэнер-
150
ГИИ В процессе проектирования автомобилей и
компенсируются генератором автомобиля. В связи
с этим одним из важнейших условий работы бата-
реи является поддержание ее в заряженном сос-
тоянии за счет правильного выбора регулируемого
напряжения и исправной работы генератора.
3.1.3. Влияние условий и режима работы
аккумуляторной батареи на ее состояние
Стартерная аккумуляторная батарея в системе
электрооборудования автомобилей и другой тех-
ники имеет значение не только как источник энер-
гии, используемый для питания стартера при пус-
ке двигателя. Она также способствует распределе-
нию энергии генератора во времени на питание
электропотребителей, служит сглаживающим
фильтром пульсации и всплесков напряжения гене-
ратора в особенности при переходных режимах
(например, при начальном периоде отдачи генера-
тора, при выключении отдельных мощных потреби-
телей), обеспечивая тем самым необходимое ка-
чество энергии для надежной работы приборов,
в том числе электронных. Эта роль батареи осо-
бенно возросла с повсеместным применением гене-
раторов переменного тока и с переходом на бес-
контактные системы зажигания.
Одновременно можно отметить, что переход
на генераторы переменного тока позволил улуч-
шить показатели срока службы батареи в эк-
сплуатации (рис. 46). Это произошло в основном
за счет уменьшения глубины разряда, особенно
в зимний период эксплуатации, и повышения ус-
тановившейся степени заряженности батареи. По
Календарный срок
слуледь!, мес
в лв Изменение срока службы аккумуляторных батареи
«т Д на автомХчях такси от интенсивности эксплуатации
а автомобиле ГАЗ 21 установлен генератор постоянного
тока, на ГАЗ 24 - переменного)
вышенное состояние заряженности обеспечивается
генераторами переменного тока за счет более ран-
ней (даже на частотах вращения холостого хода)
отдачи энергии во внешнюю цепь на потребителя.
Насыщение автомобиля потребителями элек-
троэнергии повышает требование к батарее как
к одному из основных источников электроэнергии
на автомобиле Необходимым условием обеспе-
чения этого требования является предварительный
расчет баланса энергии батареи применительно
к предполагаемым условиям и режимам эксплуа-
тации
Выбор пределов зарядного напряжения с уче-
том режима работы потребителей электро-
энергии на автомобиле в условиях потенциальной
возможности обеспечения подзаряда позволяет
исключить особенно нежелательные режимы для
152
батареи длительный перезарядный режим или
продолжительные периоды эксплуатации батареи
с низкой степенью заряженности. От этих экстре-
мальных режимов в процессе эксплуатации срок
службы батареи сокращается. В первом случае
от интенсивной электрокоррозии решеток по-
ложительных пластин, а во втором случае —
за счет ускоренного оплывания активной массы
электродов.
Известно, что рабочий процесс заряда батареи
сопровождается частичным разложением (элек-
тролизом) воды электролита. Этот процесс прохо-
дит тем интенсивнее, чем выше состояние заряжен-
ности батареи, температура электролита, сила за-
рядного тока. Нормальный режим эксплуатации
батареи предполагает чередование разрядно-за-
рядных циклов. При этом продолжительность каж-
дого из них может быть различной в условиях
тех или иных климатических зон, времени года
и суток. И, следовательно, суммарная продолжи-
тельность перезаряда может служить критерием
износа положительных решеток и общего срока
службы батареи.
Стремление к наиболее полному использованию
в эксплуатации ресурса аккумуляторной батареи,
заложенного в ее конструкции, выз“в^
лимость предварительного расчета баланса элек
тооэнергии батареи на автомобиле применительно
/условиям работы автомобиля, режиму работы
7ЧГбэнТергиЙиТензором” нГо^ве 'расчета
баланса по установившейся степени заряженности
генератора. 153
Условия расчета баланса электроанергии
батареи на автомобиле
Расчет баланса электроэнертии аккумулятор
нои батареи, как правило, проводится на стадии
согласования применения батареи в системе эле к
трооборудования автомобиля При этом должны
быть известны рекомендуемые к применению пот-
ребители электроэнергии на автомобиле
Необходимым условием для расчета баланса
является наличие следующих данных
токоскоростная характеристика генератора,
рекомендованного для установки на автомобиль;
передаточное число привода генератора от дви
гателя,
тип аккумуляторной батареи, место ее установ-
ки нал и 1ие утепления или обогрева в зимний
период «ксплуатации,
,аридные характеристики аккумуляторной ба-
тареи, полученные в циклическом зарядно раз-
рядном режимг для состояния заряжс нности от
50 др 100 о в диапазоне температуры, характерном
для предполагаемых условии эксп туатации,
перечень потребителей электроэнергии, их но
инальные токи питания и режимы работы, вклю-
ч я средства ра-.отрсва двитателя автомобиля не
редпуском и нагреватели аккумуляторной батареи
(питаемы* от генератора при движении автомо
били), а также расход электроэнертии батареи
на нуск лпи|&тедя;
вредно iai аемые условия эксплуатации автомо-
' • и <; пн ютовой пробег;
графики скоростного режима генераторов (ав
томобиля), соответствующие зимнему и летнему
периодам «ксплуатации
154
Таблица 10 Рекомендуемые значения среднесуточной
температуры окружающего воздуха для расчета электрического
баланса автомобиля
Климл1ич(ский район Расчетное значени» тем лгратуры во «духа ( ( ПроДОЛ Ж ИТ< .1 ЬИ'и ть сут)
ЛИМОЙ летом
Очень холодный* 50(35) + 25
Холодный —30(30) 4-27
Умеренно холодный, умеренный, уме ренно влажный 25(30) 4-30
Умеренно теплый, умеренно теплый влажный, умеренно теплый с мягкой 15(20 25) 4-50
гимои
Теплый влажный, жаркий сухой, очень жаркий сухой 0(30) -НО
* На автомобилях, эксплуатируемых в »том районе, рекой ей
. .- тся применять обогрев батарей
С учетом климатического района температура
окружающего воздуха при расчете может быть
выбрана из табл. 10 (по ГОСТ 16350 80).
Температура электролита батареи на автомо
биле может отличаться от температуры окружаю-
щего воздуха по различным причинам Их реко-
мендуется учитывать, если влияние этих факторов
постоянно или имеет продолжительный характер
Наиболее важными из них являются место ус-
тановки батареи на автомобиле, наличие утепле
ния и обогрева, продолжительность стоянки
При расчете электробаланса батареи учиты
вается не только начальниц температура электро
лита, но и ее изменение. Рассмотренные факторы
В С г
ы ия хапактер изменения температуры
электролита батареи п°сле пуска двигателя перед
установки Х7еи достает ует/нсХ
шего?я значения под капотом двигателя через
1,5—2 ч движения, под кабиной (на подножке)
через 3—4 ч движения
Счедует принимать, что температура электро-
лита ‘батареи после двух и более суток стоянки
автомобиля на открытой площадке имеет значение,
близкое к среднесуточной температуре окружаю-
щего воздуха Это относится и к батарее, име-
ющей утепленный контейнер В этом случае темпе-
ратура эчектролита батареи следует за температу-
рой окружающего воздуха с задержкой за счет
теплоизоляции контейнера.
В процессе работы автомобипя изменение тем-
пературы электролита батареи и ее стабилизация
в значительной мере зависит от места установки.
Т ким образом, если начальное значение темпе-
ратуры ^текгролита в расчете можно принимать
по среднесуточной, то установившееся значение
ее оу дет зависеть от места установки батареи.
Установившееся значение температуры элек-
тролита батарей, установленных под капотом дви-
гателя, в зимнее время может достигать 10 °C,
а в ле нее жаркое время до -f-60 °C При установке
атареи в утепленном контейнере (без подогрева)
щ кабиной (за кабиной) установившееся зна-
чение температуры электролита достигает значе-
ния на 6 12 °C выше температуры окружающего
воздуха Установившиеся значения температуры
рекомендуются для расчета баланса электроэнер-
ии батареи В расчете баланса учитывается также
> ициент отдачи энергии. Поскольку темпера-
т\ра электролита, сила зарядных и разрядных
токов батареи не имеют постоянных значений
и меняются в широких пределах, рекомендуется
значения коэффициента отдачи принимать с уче-
том рассмотренных выше условий.
Значение коэффициента отдачи в расчете элек
робаланса батареи для летнего времени может
быть принято равным 0,90—1,00, а для условий
зимнего периода эксплуатации в диапазоне 0,50—
0,80 Следует иметь в виду, что с понижением тем-
пературы электролита батареи ухудшается режим
восстановления емкости в основном из-за резкого
снижения силы зарядных токов по сравнению с
положительными температурами электролита. По-
этому расчет баланса должен проводиться по
фактическим зарядным характеристикам для со-
ответствующих значений температуры и данной
конструкции батареи. Для проведения расчета
используют ЭВМ, позволяющую более широко
исследовать варианты изменения условий и режи-
мов эксплуатации.
3.1.5. Порядок проведения расчета
Расчет баланса электроэнергии батареи и вы-
бор на его основе пределов зарядного напряжения
от генератора автомобиля проводится в следую-
щей последовательности:
определение условий эксплуатации автомоби-
ля По характеристикам климатических районов
устанавливают предельные значения температуры
окружающего воздуха и электролита батареи с
учетом возможных средств утепления или обогре-
ва батареи для зимних и летних условии,
I 3/
xegSSE.
„ " KWd " <•'»' “““>
’^определение зарядных характеристик аккуму-
ляторных батарей с учетом условии эксплуата-
ции автомобиля,
расчет установившейся степени заряженности
баратеи для экстремальных и промежуточных ус-
ловий эксплуатации автомобиля (температуры
электролита)
Значение установившейся степени заряжен-
ности для зимнего периода эксплуатации должно
быт в не менее 75% (инструкция по эксплуатации
батарей) Это требование связано с необходи-
мостью обеспечения надежности системы пуска
и состояния работоспособности батареи в услови-
ях низких температур.
Расчет для летних условий эксплуатации про-
водится по критериям, связанным с особенностью
конструкции аккумуляторных батарей. Для бата-
рей обычного исполнения (содержание сурьмы
в сплаве решетки пластин 6—7%) критерием вы-
бора величины напряжения является интенсив-
ность перезаряда батареи, в процессе которой
роисходит снижение уровня электролита над бло-
ком электродов в аккумуляторах батареи не более
мм за 12—15 дней эксплуатации.
Для необслуживаемых батарей критерием дос-
аточности зарядного напряжения выбрана зави-
имость, получаемая расчетно с учетом интен-
сивности эксплуатации в заданных условиях ле-
Рис. 47. Зависимость годового
снижения уровня электролита
батарей на малосурьмяных
электродах от зарядного нап-
ряжения U3 на грузовом авто-
мобиле в различных климати-
ческих районах
том, характеризующая собою изменение уровня
электролита (резервного объема) батареи от за-
рядного напряжения (рис. 47). Годовое снижение
уровня электролита должно быть таким, чтобы
за срок службы батареи резервный объем был
использован полностью без оголения верхних кро-
мок пластин с тем, чтобы не нарушить работу
электродов из-за чрезмерного снижения уровня
электролита.
Принятые критерии при выборе пределов за-
рядного напряжения в процессе расчета баланса
энергии аккумуляторной батареи тесным образом
связаны со сроком надежной работы ее на авто-
мобиле. Если значительное (менее 75%) снижение
степени заряженности за продолжительный период
в зимнее время эксплуатации приводит к ускорен-
ному процессу оплывания активного вещества
электродов, то продолжительный и интенсивный
перезаряд в летнее время способствует ускорен-
ному процессу электрокоррозии решеток положи-
159
тельных электродов. Таким образом, внешний при-
знак-"ость снижения уровня электролита от
режима перезаряда может служить характеристи-
кой условий работы батареи, определяющей ее
срок надежной работы в эксплуатации. Чем ин-
тенсивнее снижается уровень резервного объема
электролита, тем короче срок службы. В оптималь-
ном случае целесообразно добиваться минималь-
ного перезаряда и сохранения уровня над электро-
дами без дополнительной доливки дистиллиро-
ванной воды в процессе всего срока службы ак-
кумуляторных батарей на малосурьмяных эле-
ктродах
На основе расчетных данных строятся зависи-
мости от зарядного напряжения установившейся
степени заряженности батареи в условиях низ-
ких температур окружающего воздуха, по которым
могут быть выбраны необходимые зарядные нап-
ряжения на клеммах аккумуляторной батареи.
Для обеспечения этих требований при настройке
регулятора напряжения генераторной установки
необходимо учесть падение напряжения в цепи
от генератора до батареи, а также допуск на
настройку данных типов регуляторов
3.1. ОБСЛУЖИВАНИЕ БАТАРЕЙ
В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Практически при каждом ТО-1 проводится очи-
стка, внешний осмотр, проверка креплений и иног-
да измерение уровня электролита.
I ри ТО-2 должны производиться все пере-
менные операции Однако методы и объем вы-
полнения перечисленных выше операций весьма
160
снльно отличаются в зависимости от конструкции
и типа аккумуляторных батарей и способа их
установки на автомобиле.
Так, очистка поверхности от загрязнения при
размещении аккумуляторной батареи в контей-
нере может производиться только при ТО-2, так
<ак внутрь контейнера возможность попадания
рязи ограничена и на поверхность в небольших
количествах попадает только пыль. Визуальный
осмотр для выявления механических неисправнос-
тей должен учитывать характер возможных не-
исправностей. Так, например, при эбонитовых мо-
ноблоках возможно образование трещин в стен-
ках моноблоков. При раздельных крышках часто
имеют место вспучивания и отставание от сте-
нок заливочной мастики, трещины крышек около
ыводных клемм и заливочных горловин. Все эти
дефекты могут быть выявлены визуальным осмот-
ром. У батарей, имеющих полипропиленовые полу-
прозрачные моноблоки, практически могут быть
трещины только при эксплуатации в условиях
очень низких температур ( — 50...— 60 °C) и поэтому
визуальный осмотр в основном ориентируется на
состояние присоединения наконечников проводов к
выводным клеммам, заливные горловины. Обяза-
тельно должны быть очищены вентиляционные от-
верстия в пробках, если они забиты грязью. Долж-
ны быть опробованы крепления наконечников
выводным клеммам генератора, стартера. При ос-
лаблении крепления необходимо их подтянуть, та
как при неплотных соединениях проводов будут
иметь^место большие падения напряжения Это
vxvImaeT заряд батарей и вызывает отказы в
паботе стартера при пуске двигателя. При каждом
осмотре необходимо контрл ировать крепление ак-
6 Зак 296
кумуляторной батареи на месте ее установки на
автомобиле. Дело в том, что пластмассовые мо-
ноблоки имеют при колебаниях температуры за-
метное изменение своих геометрических размеров.
В результате, например, при креплении батареи
за выступы в нижней части моноблоков крепле
ние ослабляется и батарея начинает перемещаться
в месте установки, что недопустимо
Контроль и корректировка уровня электролита
в настоящее время для различных типов акку-
муляторных батареи имеют принципиальные раз-
личия Батареи, в том числе необслуживаемые,
собранные в прозрачных моноблоках, имеют на
боковых поверхностях две отметки, соответствую-
щие минимально и максимально допустимым уров-
ням электролита. Поскольку моноблоки прозрач-
ны, то уровень электролита практически виден
через боковые стенки Если уровень выше верхней
черты, то количество электролита должно быть
уменьшено. Если уровень электролита ниже или
совпадает с нижней отметкой, то следует долить
дистиллированной воды до уровня, соответствую-
щего верхней отметке.
Определение уровня электролита в батареях
с непрозрачными моноблоками производится сле-
дующим образом Выворачиваются пробки из за-
ливных отверстий В отверстия по очереди вер-
тикально погружается мерная трубка до упора
в предохранительную сетку над блоком электро-
дов Далее верхнее отверстие уровнемерной
трубки следует плотно закрыть пальцем, поднять
iv ую -рубку и посмотреть, на какой отметке
трубки верхний край электролита, находящегося
в трубке Он должен быть на высоте 12—15 мм.
При уровне более 15 мм часть электролита следует
отобрать, при уровне менее 10 мм следует долить
дистиллированную воду.
Измерение плотности электролита с помощью
денсиметра выполняется следующим образом
вывертываются пробки из заливной горловины.
В отверстие каждой горловины поочередно опуска-
ют наконечник цилиндра денсиметра, предвари-
тельно нажав на резиновую грушу. Набирают в
стеклянный цилиндр этого прибора электролит в
количестве, необходимом для того, чтобы в широ-
кой верхней части стеклянного цилиндра свобод-
но, не касаясь стенок и не упираясь вверху, пла-
вал поплавок. На корпусе поплавка нанесены
деления. Считывают цифру на поплавке, совпа-
дающую с уровнем электролита. Это и будет его
плотность при данной температуре (см. рис. 37).
По измеренной и приведенной к -j-25°C плот-
ности электролита можно ориентировочно опреде-
лить состояние заряженности батареи из усло-
вия, что при изменении на 0,01 г/см3 плотности
электролита происходит изменение степени заря-
женности примерно на 6,25 %. Это условие дает
хорошую сходимость, когда аккумуляторная бата-
рея имеет продолжительность работы не более
75 % от своего срока службы.
Во второй половине срока службы чаще всего
проявляется неоднородность аккумуляторов в ба-
тарее плотность в отдельных аккумуляторах до-
стигает более значительных различии, чем это до-
пускается инструкцией по эксплуатации (0,01
Ж что и приводит к увеличенной погреш-
ности определения степени заряженности по плот-
Н°^а п^Х^ля быстрой оценки состояния ра
ботоспособности аккумуляторов в батарее ис^
6*
пи иагоузочных вилок
пользуют РаДЛИп%е107И Э108. С помощью этих
(пробники) ЛЭ 2, Э , проверка способности
приборов 0СУще"®^ определенный разрядный
батареи поддерж напряжение по прибо
ток При этом ХТаХеризовать работоспособ-
ру, которое может харак; р * режиМе разряда,
ность аккумулятора (бамред^ РроявлЯется ма.
Низкая заряженное P аккумуля
лым напряжением (1.0- Ь» *> в течение 3_5 с
тор) и его быстрым аккумулятора под нагрузкой
разряда Про ерк УХодимости оценки исправ-
ХТеЭТриТм для ^арей ^раздельными
“ТЭК» п\ТоЖцёики работоспособности бата-
реи с оШей крышкой при номинальном напря-
жении 12 В используется аккумуляторный пр
НИКВЭтёбл 11 приведены основные технические
данные выпускаемых в настоящее время промыиь
ленностью аккумуляторных пробников Э10/ и
Э108, используемых для оценки работоспособности
аккумуляторных батарей стартерных типов
Как и нагрузочная вилка ЛЭ 2, пробники Э107
и 3108 выполнены в виде переносных приборов
и позволяют проверять батареи как снятые с
автомобиля, так и непосредственно на автомобиле
(тракторе, автобусе) Пробник Э108 представлен
на рис 48 Он состоит из вольтметра /, двух кон-
тактных ножек 4, ручки 7, трех нагрузочных ре-
зисторов 5, соединенных с корпусом 2 одним кон-
цом постоянно, а другим — через контактные гай-
‘ В настоящее время нагрузочная вилка снята с произвол
Т*4
164
Таблица 11. Технические данные аккумуляторных
пробников
Показатели Э107 । Э108
Типы проверяемых батарей Батареи, выпускаемые по ГОСТ
959.0—84Е с 190 А-ч емкостью 45—
Номинальное напряжение, В Габаритные размеры, мм: 12 1 2,0
длина 170
ширина 125
высота 165
Сопротивление нагрузки, Ом: 0,10± 15%
общее —
для емкостей 45— — 0,011 ±10%
100 А-ч для емкостей 100— — 0,0055 ±10 %
145 А-ч для емкостей 145— 190 А-ч — 0,00367 ±10% 0,7 0—3,0
Масса, кг 0,8
Пределы измерений шкалы 0—15
прибора, В Тип шкалы Односторонняя Двусторонняя
КИ и 6 При работе с этим пробником каждый
pei.OTF» «»”•“» ™> —
минальными емкостями от-400 А до
ч
Рис 48 Аккумуляторный пробник Э10« и ею принципиальная
электрическая схема
следует завернуть до упора гайку 3, а гайку
6 отвернуть для отключения резистора /?/;
при проверке аккумуляторов от 145 А-ч до
190 А-ч необходимо обе гайки завернуть до упора.
Если отвернуть обе гайки, нагрузка отклю-
чается и в этом положении можно измерить ЭДС
оеиУ ихм^прР ЭДС аккУмУ-пят°ра и в целом бата
р , измеренная перед разрядом на нагрузку
может нести определенную информацию о состоя-
нии заряженности.
При подключении пробника к полюсным выво
дам аккумулятора необходимо, чтобы контактные
ножки прокалывали свинцовую окисную пленку на
поверхности и обеспечивали надежный электричес-
кий контакт.
Время выдержки нагрузки под напряжением
не рекомендуется более 5 с, так как возможно
перегревание нагрузочных резисторов.
После завершения работы с пробником необ-
ходимо протереть контактные ножки от электро-
лита, смазать их техническим вазелином и хранись
его в помещении, где нет паров кислоты.
При длительном хранении все неокрашенные
металлические детали пробника должны быть
покрыты консервационной смазкой.
Конструктивно пробник Э107 (рис. 49) отли-
чается от Э108 тем, что его нагрузочные резисторы
соединены с одной контактной ножкой постоянно,
а с другой соединение осуществляется с помощью
одной гайки. При этом одна из ножек прикреплена
к корпусу пробника через гибкий изолированный
провод, обеспечивающий измерение напряжения
под нагрузкой или ЭДС на клеммах батареи с
номинальным напряжением до 12 В.
При обнаружении трещин мастики, отставани
мастики от стенок моноблока неисправности устра-
няются с помощью паяльника. Необходимо на-
гоеть его и прогреть мастику в местах образо-
вания трещин до ее расплавления. При больших
повреждениях мастики или сплошном отслаива-
нииРмастики от стенок по периметру моноблока
Рис 49 Аккумуляторный пробник Э107
I
мастику снимают и после разогрева заливают
в том же количестве вновь. Удаляют мастику с по
мощью надетой на электрический паяльник и
разогретой лопатки.
В зависимости от условий и режима эксплуа-
тации автомобиля периодичность и объем обслу-
живания батарей различен. При определении объ-
екта и периодичности обслуживания следует руко-
водствоваться положениями инструкции по экс-
плуатации конкретных типов батареи.
168
Одним из самых сложных вопросов эксплуата-
ционного обслуживания аккумуляторных батарей
является вопрос достаточности зарядного напря-
жения генераторной установки. Регулировка на-
пряжения генератора на автомобиле определяет
два основных эксплуатационных показателя акку-
муляторных батарей: степень заряженности, обе-
спечиваемую в процессе эксплуатации, и срок
службы аккумуляторной батареи в данных усло-
виях ее работы. При слишком низком регулиру-
емом напряжении степень заряженности батареи
будет ниже допустимой, что приведет к отказам
в первую очередь работы системы пуска двига-
теля.
При излишне высоком напряжении может
иметь место продолжительный перезаряд. Частая
доливка воды в аккумуляторы батареи в большом
количестве указывает, как правило, на повышен-
ное зарядное напряжение на батарее.
3.3. ЗАРЯД БАТАРЕИ НА АВТОМОБИЛЕ
Степень заряженности батареи в эксплуата-
ции не постоянна. Автомобильный генератор имеет
привод от двигателя автомобиля и соответственно
может отдавать электроэнергию только при рабо-
тающем двигателе автомобиля. При этом напря-
жение генератора и его способность вырабаты-
вать электроэнергию различны в зависимости от
скорости вращения его ротора. Частоту вращения,
пвн которой генератор имеет напряжение выше,
чем напряжение аккумуляторной батареи и начи
нает отдавать энергию на питание потребителе ,
называют началом отдачи При дальнейшем уве-
169
личении частоты допустимо
нератора может Поэтому в цепи возбуждения
,'ЛЯ ритора имеется регулятор напряжения, задача
второго при частоте, когда генератор отдает
элек роэнергию, поддерживать напряжение в за-
инном диапаюне (прил. 6 и 7).
Поскольку при различной температуре электро-
пита зарядные токи батарей могут отличаться
за изменения внутреннего сопротивления, необ-
ходимо иметь возможность изменять пределы на-
пряжения, обеспечиваемые регулятором. Поэтому
некоторые ре1уляторы снабжены переключателя-
ми дающими возможность иметь два или более
различных предела регулируемого напряжения.
При движении автомобиля частота вращения
ко щнчатого вала двигателя меняется Меняется
при этом и частота вращения ротора генера-
тора, которая может быть как меньше, так и
Созыве начата отдачи При большой частоте
вращения юнератор питает электроэнергией по-
требители и одновременно заряжает аккумулятор-
ную атарею При меньших частотах вращения ро-
тора потребители энергии питаются от акку-
муляторной батареи, разряжая ее
аким образом, при движении автомобиля ак-
(яторная батарея работает в циклическом
режиме заряд разряд.
Исследования показывают, что продолжитель-
нее ib непрерывною заряда и разряда в значи-
юй мере зависит от модели автомобиля,
ни сугок и дорожных условий. Продолжи-
те 1 ногть непрерывного заряда для разных машин
> ии движения колеблется о г 0,1 до 20 мин
а непрерывною разряда - от 2 до 20 с. Средняя
продолжительность одного цикла, т.е. одного заря
да и происходящего следом одного разряда, в
городских условиях составляет 0,7—1,5 мин, а при
движении за городом на одиночной машине может
достигать 10—12 мин.
Сила тока, которую может отдавать генератор
в зависимости от частоты вращения ротора, была
показана на рис. 41. Горизонтальной чертой по-
казан ток, идущий на питание включенных потре-
бителей электроэнергии. Заштрихованная часть
графика показывает электроэнергию, которую мо-
жет отдавать генератор на заряд аккумуляторной
батареи. Она равна полной энергии минус расход
электроэнергии на питание автомобильных по-
требителей.
Однако в зависимости от степени заряжен-
ности и температуры электролита батареи не всег-
да при применяющихся в эксплуатации регули-
ровках напряжения могут принимать полностью
ток, который способен отдавать генератор.
Ток, который будет принимать батарея в зави-
симости от температуры электролита, степени за-
ряженности и напряжения на ее клеммах, можно
определить из графиков, представленных на рис.
50 и 51.
Следует отметить, что зарядный ток при не-
прерывном режиме заряда будет заметно меньше,
чем при циклическом разрядно-зарядном режи-
ме за счет снятия (понижения) зарядной поляри-
зации, характерном для условий движения автомо
биля
Из зарядных характеристик (см. рис. 51) вид-
но, что при низких темгсратурах электролита
и при необходимости увеличить ток для компен-
сации расхода электроэнергии от батареи потреби
Относительная сила тона заряда, мА/А
172
Рис 51 Изменение относительного зарядного тока i3 в цик-
лическом режиме необслуживаемых батарей в зависимости от
степени заряженности С3 при различных значениях температу-
ры электролита и постоянном напряжении заряда 14 В
телями неизбежно требуется изменение зарядного
напряжения.
Поэтому для обеспечения необходимой степе-
ни заряженности батареи неизбежно следует иметь
напряжение генератора, согласованное с режима-
ми его работы и состоянием аккумуляторной ба-
тареи. , „
Спедует отметить, что зарядные характеристи-
ки малосурьмяных батарей отличаются от анало-
гичных характеристик обычных батареи, особен
но при положительных значениях температуры
электролита батареи.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ Iбатарей при низких
ТЕМПЕРАТУРА*
aniline пои снижении темпера-
Как указывалось в , Р торов умень-
туры емкость твенн0У Решающее влия-
“Гиз изменение Электрических характеристик
с нцНоавЫИхЗМаекНкеумуляторов при низких^^темнерат^
рах оказывает рост сопротивления электролита
его вязкости . 9г
Так, при изменении температуры от 4-25 д
— 40 °C вязкость электролита плотностью 1,2о
г/см3 увеличивается в 13 раз, а электропровод-
ность уменьшается примерно в 7 раз [3]. Сле-
овательно, понижение температуры приводит к
резкому замедлению диффузии кислоты в поры
электрода, результатом чего и является падение
емкости и снижение разрядного напряжения.
В процессе эксплуатации требуется поддер-
живать аккумуляторную батарею в таком состоя-
нии заряженности, при котором она способна
обеспечить пуск двигателя электростартером, так
как у большинства современных транспортных
средств эта система пуска является основной,
а у многих и единственной.
Опыт эксплуатации автотракторной техники
при низких температурах показывает, что по ряду
причин (увеличение момента сопротивления дви-
гателя, вязкости смазочных масел, ухудшение
условий воспламенения топлива и т. п.) мощ-
ность, потребляемая пусковой системой, возраста-
ет в 2—3 раза, а время пуска — в 10—20 раз.
В то же время отдача аккумуляторных батарей по
энергии с понижением температуры снижается в
3—4 раза и более.
174
В условиях низких температур окружающего
воздуха температура электролита аккумуляторной
батареи может достигать таких значений, при
которых батареи не могут обеспечить стартерный
пуск двигателя. Кроме того, при температурах
электролита батареи ниже —20... —25°C, резко
снижается интенсивность заряда от генератора
при допустимых значениях регулируемого напря-
жения. Поэтому необходимым условием обеспече-
ния надежности работы электропусковой системы
является обеспечение высокой степени заряжен-
ности и температуры электролита батареи, доста-
точных для обеспечения пуска двигателя и после-
дующего подзаряда ее.
Повышение напряжения генератора для облег-
чения заряда батарей при низких температурах
приводит к резкому сокращению срока службы
ламп и полупроводниковых приборов в системе
электрооборудования, а также способствует уско-
рению процессов разрушения активной массы и
коррозии токоотводов положительных электродов,
что в итоге приводит к сокращению срока службы
батарей.
Попытки увеличить электропроводность элект-
ролита и уменьшить его вязкость путем введе-
ния в него различных добавок с целью повыше-
ния характеристик батарей при низких темпера-
турах не дали положительных результатов. Не
обеспечивает удовлетворительную работоспособ-
ность батарей при температурах ниже —30 °C и
применение наиболее эффективных расширителей
(депассиваторов).
У батарей 6СТ-110А и 6CT-I90TM, например,
емкость, отдаваемая в 10-чясовом режиме раз-
ряда, по сравнению с начальной температурой
175
— Ю °C уже 80%,
°C —50 % и для
лляКТ-20Т°С-66 0
х;с.=“«’=х Sr,™. ——
еМКГЪ«тому при эксплуатации в районах с хо-
лодным климатом необходимы специальные меры
по поддержанию благоприятного температурного
режима батарей, а также сезонное изменение плот-
ности электролита
Изменение плотности электролита производят
2 раза в год при переходе с летней эксплу-
атации на зимнюю и, наоборот, сс вмещая эту
операцию с ТО Повышение плотности электро-
лита перед началом зимней эксплуатации произ-
водят, отсасывая с помощью резиновой груши
часть электролита и добавляя раствор серной кис-
лоты плотностью 1,40 г/см^ Снижение плот-
ности электролита при переходе на летнюю эксплу-
атацию осуществляется путем отсасывания части
электролита и добавки в аккумуляторы дистилли-
рованной воды
Расчет необходимого количества отсасываемо-
го электролита и добавляемого раствора кислоты
или воды производят в соответствии с прил. 1.
В литературе и практике эксплуатации извест-
ны различные способы поддержания благоприят-
ного температурною режима батарей в условиях
холодною климата Одним из наиболее простых
и доступных способов является размещение бата-
реи теплоизолируемом (утепленном) контейнере,
где в качестве теплоизолятора могут применяться
войлок, стекловата, поролон, пенопласт и т п
176
Рис 52 Показатели разряда батареи 6СТ-110А током 470 А при
различных температурах электролита и 100 %-ной заряжен-
ности :
1—изменение мощности разряда Рр на 10 й и 30-й секундах,
2 — изменение отдаваемой емкости при разряде Qf до 6,0 В
Утепленные контейнеры применяются также в со-
четании с обогревом батарей горячим воздухом
или отработавшими газами при работающем
двигателе.
Характерно, что при снижении температуры
электролита до —40 °C мощность разряда в стар-
терном режиме в пределах 2—3 попыток у пол-
ностью заряженной батареи (рис. 52) снижается
менее значительно (при постоянном токе разряда),
чем отдача емкости. Это связано с рассмотрен-
ными выше причинами изменения вязкости элект
ролита, снижения скорости диффузии.
В условиях низких температур режим работы
аккумуляторной батареи усложняется следующи-
ми факторами:
177
ергии, необходимые
При этом в неко-
омобили, тракторы,
|редпусковой отбор
средств разогрева
вечи накаливания и
увеличиваются затраты
на пуск холодного двигате.
торых случаях (грузовые а
автобусы) осуществляется
энергии батареи на питаю
(жидкостные подогреватели
т п 1 холодного двигателя
, С
перед пуском,
снижается отдача энергии батареи при низкой
температуре,
на питание стартера при пуске холодного
двигателя происходит разряд батареи повышенны
ми токами
ухудшаются условия восстановлю ни емкости
батареи при низкой температуре за счет умень
шеиия КПД процесса заряда, а также снижения
силы зарядного тока, проходящего через батарею
от генератора, по причине возрастания внутрен-
него сопротивления батареи
Например, при —30 °C зарядный ток современ-
ной батареи от генератора при напряжении поряд-
ка 14,5 В будет составлять 3—5 % от зарядного
тока батареи при температуре электролита 20—
25 °C и степени заряженности 75 %
Низкая степень заряженности в условиях
холодного климата является главной причиной
интенсивного оплывания активной массы с элект-
родов и сокращения срока службы.
Корректировка плотности электролита батареи
в холодных зонах эксплуатации преследует две
основные цели — уменьшить риск возможного
размораживания батарей зимой даже в случаях
неполного подзаряда их, а также снизить электро-
коррозионные процессы на положительных токо-
отводах в летнее время.
178
Утепление батарей в местах установки на ав
томобиле, а также длительный подогрев или ра
зогрев их перед пуском двигателя при наличии
электронагревателей как встроенных (батареи
6СТ-190ТРН и 6СТ-110АН), так и внешних,
помещенных в контейнер вокруг аккумуляторных
батарей, обеспечивает комплексное решение проб
лемы, а именно:
повышается надежность пуска двигателя, со-
кращаются простои из-за надежного пуска;
обеспечивается наибольший отбор емкости от
батарей на средства подогрева двигателя и рабо-
ту вспомогательных средств;
создаются нормальные температурные условия
подзаряда батареи от генератора после пуска
двигателя;
уменьшается влияние низких температур окру-
жающей среды на срок службы аккумуляторных
батарей.
Известно также, что чем больше значение
разрядного тока, тем меньшую часть запасен-
ной емкости батареи можно направить во внешнюю
цепь, например, для питания стартера. С пониже-
нием температуры эта закономерность еще более
усугубляется (табл. 12).
Показатели разряда батарей в условиях из-
меняющейся температуры электролита в конечном
итоге проявляются через мощность и число попы-
ток пуска двигателя стартером. Известно, что при
пуске холодного двигателя сила разрядного тока
батареи не является постоянной, однако воз-
можности батареи нагляднее оценивать при посто-
янном значении тока разряда.
В табл. 13 приведены показатели разряда
батарей 6СТ-190ТМ при различной длительности
179
Таблица 12. Напряжения разряда батарей в условиях
снижения температуры электролита, В
Тип батареи Ток ра(ряда, А Напряжение на 15 й секунде разряда при температуре (°C)
+ 25 0 -10 -20 10 40
b( Т 190 570 10,5 9,60 9,2 8,7 8,0 6.2
6СТ 1 10 470 10,6 9.80 9 40 9,1 8.3 7.0
выдержки в условиях температуры —40 °C в утеп-
ленном пенопластом (20 мм) контейнере и без
утепления
Установлено, что толщина теплоизолирующего
слоя в металлическом контейнере оказывает про-
т а блиц 13 Показатели разряда батареи 6CT-I90TM
током 570 А
Показатели Пали ЧИС у теп ления Длительность (охлаждения выдержки при 40гС, ч
5 10 15 24
Время разряда до 6 В, мин Нет 4.3 1.8 1.2 0.8
Есть 6,2 5.7 5,1 3,7
Напряжение на К) й секунде разря ia, В 7 Нет 8.8 7,4 6.7 6,2
1 ст ь Нет 9,5 Цеп- ных 9,2 дан 9,1 40 9,0 40
Температура R,.pXIK.|(J t [( ‘ |<‘ктро 1ита С 1 КО '
Есть Нет дан ных 8 -10 15
порциональное влияние на сохранение показате
лей разряда при увеличении продолжительности
выдержки батарей в условиях низких температур
окружающего воздуха. Даже при толщине тепло-
изолирующего слоя пенопласта 20 мм показатели
стартерного режима разряда более чем достаточно
характеризуют целесообразность его применения:
после суточной выдержки время стартерного раз-
ряда более чем в 4 раза выше у батарей утеп-
ленных и они сохраняют хорошую работоспособ-
ность, в то время как неутепленные батареи в
этих условиях в стартерном режиме находятся
в состоянии потери работоспособности
Эффективность средств утепления стартерных
батарей на автотракторной технике бывает наибо-
лее высока при стоянках в условиях низких темпе-
ратур до 1,0—1,5 сут. При большей продолжитель-
ности стоянки наступает выравнивание значений
температуры окружающего воздуха и электролита
батарей.
Наибольшая скорость снижения температуры
верхнего слоя электролита батареи отмечается в
начале первых суток хранения. Чем ниже темпера-
тура окружающего воздуха, тем выше скорость ох-
лаждения. Так, например, неутепленная батарея
6СТ-190ТМ при окружающей температуре воздуха
— 20 °C охлаждается от начальной температуры
-1-25 °C за первые 12 ч со скоростью 3,0—
3 5 °С/ч. За это же время (12ч) при температуре
окружающего воздуха —50 °C скорость охлажде
ния верхнего слоя электролита достигает 0,0
6 0 °C/ч
В случаях постепенное*, снижения температуры
окружающего воздуха скорость охлаждения элек
тролита будет иметь иную закономерность
При утеплении батареи пенопластом марки
nvRt R5 с толщиной слоя 20 мм скорость охлаж
^ия в тех же условиях окружающей среды
сокращается в 2 раза По сравнению с войлоком
пенопласт обладает более высокими ^плои^ол”
ционными свойствами за счет тупиковых пор мате
риала, затрудняющих теплопередачу от батареи.
Наиболее приспособленными для работы в у
повиях холодного климата являются батареи со
встроенными нагревателями. Однако их высокая
трудоемкость изготовления отражается в повы-
шенной цене Вместе с тем конструкция таких
батарей позволяет наиболее полно использовать
электрическую энергию посторонннего источника
для повышения теплового состояния и показа-
телей стартерного разряда для пуска холодного
двигателя
Так, например, в батарее 6СТ-190ТРН для
разогрева электролита применяются гибкие элек-
тронагреватели из углеграфитного шнура в фторо-
пластовой оболочке, которые с трех сторон (2 бо-
ковые и дно под призмой) огибают каждый элек-
тродный блок. Выводные провода электронагрева-
телей выходят через специальные отверстия в од-
ном из углов крышки каждого аккумулятора.
Пучок проводов проходит над мастикой и ком-
мутируется на две шпильки коммутационной пане-
ли, которая присоединяется к бортовой сети ав-
томобиля через систему автоматического регули-*
рования температуры аккумуляторов (САРТА),
ючающую блок управления, силовые контакто-
ры и датчик температуры электролита, заменяю-
щий одну из штатных пробок батареи.
Однако изготовление такой батареи связано
с большими трудностями вследствие существен-
ного усложнения конструкции батареи, необхо ж
мостью решения весьма сложных технологических
вопросов, значительным (более чем в 2 раза)
повышением трудоемкости производства обогрев-
ных батарей. Все это ограничивает объем их
производства и сильно удорожает батареи
Конструкция такой аккумуляторной батареи
и технология ее производства значительно упро
щается, а трудоемкость изготовления снижается
в 1,5 раза при использовании гибких электронаг-
ревателей пленочного типа на основе печатной
платы. В этом случае конструкция самой аккуму-
ляторной батареи аналогична вышеописанным ба-
тареям с общей крышкой в полипропиленовых
моноблоках. Собранная батарея устанавливается
в пластмассовый бак, у которого толщина стенок
в 1,5—3 раза больше, чем у моноблока батареи
Электронагреватель пленочного типа на основе
гибкой печатной платы с помощью специальной
пасты перед этим закрепляют на дне и боковых
стенках моноблока электропроводящим слоем к
моноблоку. Затем верхняя часть бака сваривается
контактно-тепловым способом со специальным
бортом по контуру моноблока. С целью обеспече-
ния плотного контакта между поверхностью на-
гревателя и моноблоком в течение всего срока
службы полость между стенками наружного бака
и нагревателя заполняют самоотверждающимся
составом, который после установки моноблока в
бак заполняет зазоры и через 2—3 мин превраща-
ется в твердое пористое вещество. Такая система
встроенного электрообогрева реализована в новой
обогревной необслуживаемой аккумуляторной ба-
тарее 6СТ-1ЮАН, общий вид которой показан
на рис. 53. 1яз
Рис 53. Обслревная необслуживаемая аккумуляторная бата-
рея 6СТ И0\Н (защитно декоративные планки над пробками
сняты
Приведенные в табл. 14 показатели разряда
батарей 6СТ-110АН после разогрева в различных
режимах показывают эффективность использова-
ния нагревателей в условиях низких температур
окружающего воздуха.
Увеличение продолжительности разогрева обе-
спечивает повышение отдачи аккумуляторной ба-
тареей энергии, представленной числом попыток,
а также незначительное* увеличение мощности
разряда
184
Таблица 14. Показатели разряда батареи 6CT-I10AH
током 470 А при температуре электролита —40 и —50 С
и мощности форсированного разогрева 500 и ООО Вт
в течение 20 и 30 мин
Показатели —40 °C —50 °C
500 Вт 600 Вт 500 Вт 600 Вт
20 мин 30 мин 20 мин 30 мин 20 мин 30 мин 20 мин 30 мин
Напряжение на 15-й секунде первой попыт- ки, В Напряжение на 15-й секунде третьей по- пытки, В Мощность 3-й попыт- ки разряда, кВт Число попыток разря- да до 6 В 9,5 9,5 4,46 9 9,8 9,6 4,51 14 9,7 9,6 4,51 9 10,0 10,0 4,70 16 8,8 8,6 4,04 5 9,7 9,6 4,51 8 9,0 8,9 4,18 6 9,7 9,6 4,51 9
Хяпактеоно что увеличение мощности нагрева-
теля при одной и той же температуре практически
мало влияет на повышение показателей разряда
батарей в этих условиях.
3 5 ЭКСПЛУАТАЦИЯ БАТАРЕЙ ПРИ ВЫСОКИХ
Я ТЕМПЕРАТУРАХ
s= saw- - ™ -
тенсивному испарению, ускорению саморазряда
и коррозионных процессов.
Температура окружающего воздуха в жарких
районах достигает предельно допустимой темпера-
туры электролита для аккумуляторных батареи
стартерного типа.
При этом поверхности, освещаемые прямыми
солнечными лучами за счет солнечной радиации,
на! реваются значительно сильнее, особенно, если
они имеют темную окраску Так, например, при
хранении батарей в эбонитовых моноблоках черно-
го цвета на солнце в условиях Ашхабада темпера-
тура электролита в дневные часы летом достигает
60—65 °C при температуре окружающего воздуха
(в тени) 45—47 °C. Поэтому важнейшим мероп-
риятием для обеспечения высокого срока службы
батарей в условиях жаркого климата является
размещение их в местах, защищенных от освеще-
ния прямыми солнечными лучами в соответствии
ГОСТ 959.0—84 Е.
Практика показывает, что летом в условиях
жаркого климата периодичность доливки дистил-
лированной воды для поддержания нормального
уровня электролита в аккумуляторах батареи сос-
тавляет 5—7 сут против 12—15 сут в условиях
средней полосы Аналогичное положение будет и у
необслуживаемых батареи, так как меры по обес-
печению снижения скорости расхода воды за счет
уменьшения ее электролитического разложения
не могут снизить скорости ее испарения при повы-
шенных температурах. Поэтому при эксплуатации
в районах с жарким климатом рекомендуется
контролировать уровень электролита 1 раз в
2 4 мес (в зависимости от интенсивности эксплу-
атации автомобиля).
186
ной массы снижения скорости Оползания актив-
ных злей к°РР°зии токоотводов положитель-
ных электродов инструкцией по эксплуатации ак-
кумуляторных батарей рекомендовано для рай
онов с жарким сухим климатом (по ГОСТ 16350—
) 1ри средней температуре января от — 15 °C до
1 ог / уменьшать плотность электролита до
’ „ г/см У полностью заряженной батареи, а для
районов с теплым влажным климатом при средней
температуре января от 0 °C до -f-4°C — умень-
шать до 1,23 г/см3.
Кроме того, для снижения скорости коррозии
токоотводов положительных электродов от пере-
заряда регулируемое напряжение генераторов ав-
томобилей должно быть снижено до пределов,
при которых исключается продолжительный пере-
заряд батарей в этих условиях. Для обеспечения
этого требования в эксплуатации необходимо, что-
бы система регулирования напряжения генератор-
ной установки имела возможность корректировки
зарядного напряжения с учетом температурных
условий окружающей среды, а также интенсивнос-
ти использования техники.
Из практики известно, что скорость снижения
уровня электролита в аккумуляторах батареи
в эксплуатации является внешним проявлением
электролиза воды от перезаряда батареи.
Сокращение срока службы за счет ускоренного
пазрушения токоотводов положительных пластин
от перезаряда наблюдается в условиях жаркого
климата в массовом порядке В этих условиях
многократно ускоряется процесс снижения уровня
электролита в аккумуляторах батареи в основном
за счет перезаряда при одних и тех же уровнях
зарядного напряжения. |g7
Эти показатели согласуются с результатами,
полученными в условиях эксплуатации Кубы где
80 % отказов аккумуляторных батареи в работе
отмечено по причине перезаряда, вызванного несо-
ответствием зарядного напряжения от генератора
климатическим условиям эксплуатации автомоби-
ли Отсутствие возможности эксплуатационной
подрегулировки зарядного напряжения примени
тельно к условиям и режимам эксплуатации яви-
лось главной причиной того, что практически од-
нозначный результат получен на различных моде-
лях автомобилей
3.6 ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
НЕОБСЛУЖИВАЕМЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
В инструкции по эксплуатации стартерных ак-
кумуляторных батарей применяемых традиционно
в электропусковых системах двигателей, предус-
мотрен периодический уход (контроль состояния
и выполнение определенных операций) за бата-
реей.
Совершенствование конструкции стартерных
аккумуляторных батарей проводилось как с учетом
бходи мости повышения мощностных показате
леи разрядных характеристик, особенно при низ-
мпературах электролита, снижения общей
массы, уменьшения расхода активных материалов,
зим «ыпения трудоемкости технического об-
живания аккумуляторных батарей в процессе
эксшуатации (табл. 15).
d годов ведущие аккумуляторные
фирмы создали и начали производство необслу-
живаемых аккумуляторных батарей. Не все кон-
1
1Д?ЛИЦа 15 Мощность и удельная мощность стартерного
разряда различных аккумуляторных батарей на 30-й секунде
разряда
Тип батареи Масса с электро- литом, кг Мощность, Вт* Удельная мощ ность, Вт/кг
+ 25 °C — 18°С + 25 °C — 18°С
6СТ 60ЭМ 24,5 1820 1475 74,2 60,2
6СТ-55ЭМ 21,0 2625 2065 125,0 98,3
6СТ-55АЗЛ (необслуживае мая) 16,5 2675 2295 162,2 139,1
* Мощность разряда батарей при 25 °C получена по разрядным
ВАХ на 10 й секунде прн нормированных для этих типов батарей
токах, а при — 18 °C по нормативным по ТУ требованиям.
струкции полностью отвечали этому названию,
однако в этом названии заключалось их принци-
пиальное отличие от обычных типов стартерных
батарей. Первопричина быстрого снижения уров-
ня электролита в аккумуляторах батареи—сурь-
ма в составе сплава решеток пластин была либо
заменена другими металлами, либо снижена до
пределов, при которых электролиз воды прохо-
дит в небольшом количестве. При этом конструк-
тивно обеспечиваемый увеличенный запас элек-
тролита над блоком электродов (до 35 мм) может
расходоваться (снижаться) в продолжении всего
срока службы батареи. Однако, как показала
практика, для сохранения свойства «необслужива-
емое™» свинцовых аккумуляторных батареи в
течение всего срока службы необходимо обеспе-
чивать требования по уровню зарядного напря-
жения от генератора с учетом условии и интен-
18е*
сивности использования автомобиля. В противном
случае при отсутствии доливки дистиллированной
воды аккумуляторная батарея может выити из
строя по причине чрезмерного снижения уровня
электролита и одновременно значительного повы-
шения при этом плотности электролита.
Безотказность и высокий срок слуи ы акку
муляторной батареи в процессе эксплуатации соп-
ровождаются различным сочетанием условий и
факторов как внешней среды, так и технических
показателей изделий автомобиля. При этом от
дельные факторы определяются режимом исполь-
зования автомобиля (например, такси работают в
2 или 3 смены ежедневно, специальные и служеб-
ные автомобили имеют свои режимы, индивидуаль-
ные относительно интенсивно используются в лет-
нее время, а зимой большую часть времени стоят).
Качество обслуживания изделий электрооборудо-
вания, его регулярность, способы хранения бата-
реи, а также отклонения параметров изделий элек-
трооборудования от технически обоснованных ве-
личин, приводят к снижению надежности и к
сокращению срока службы стартерных батарей,
хс я быстро обнаружить эти взаимосвязи по раз-
ным причинам не всегда удается. Часто отдельные
факторы, не очень заметно влияющие на срок
У ы атареи в одних условиях эксплуатации
(например, зарядное напряжение на автомоби-
лях индивидуального пользования), резко прояв-
ляются в других (при эксплуатации автомобиля
в режиме такси или жарком климате).
Например, при интенсивности эксплуатации ав-
омобиля 10 20 тыс. км в год в условиях средней
раны необслуживаемые батареи можно
устанавливать на автомобили, имеющие регуля-
100
торы напряжения с уровнем настройки примени
емым для подзаряда батарей обычного’типа При
более высокой интенсивности (служебные автомо-
били, такси и т. п.) и в условиях жаркого климата
зарядное напряжение при установке необслужи-
ваемой батареи целесообразно снижать.
Повышенный запас электролита над блоком
электродов обеспечивается за счет применения
сепараторов типа «конверт», в который помещает-
ся один из электродов (чаще отрицательный, так
как он меньше увеличивается в объеме в процессе
работы и тем самым исключает повреждение се-
паратора), и ликвидации опорных призм на дне
моноблока. Однако и усовершенствованные бата-
реи общий объем электролита в каждом аккумуля-
торе практически сохраняют без изменения.
При нормальном балансе электроэнергии на ав-
томобиле в процессе эксплуатации (без чрезмер-
ного перезаряда) плотность электролита может
иметь тенденцию к повышению по мере снижения
уровня электролита батареи, когда уровень дос-
тигает верхних кромок электродов. Однако часть
кислоты в виде соединений свинца выпадает в
осадок. Кроме того, при циклическом режиме
работы батарея периодически подвергается раз-
ряду на потребители, что снижает полноту ее за-
ряда и продолжительность пребывания в полнос-
тью заряженном состоянии.
Можно отметить, что при использовании авто-
мобиля только в летнее время относительное «вы-
кипание» электролита будет несколько больше,
чем в случаях круглогодичной эксплуатации ав-
то“оби“яУс тем же общим пробегом. Это связано
с более высокой степенью заряженности и тем-
пературой батареи в летнее время.
Таблица 16 Эксплуатационные показат^и^атареи^
6СТ-55АЗ на легковых автомобилях ВАЗ, » »
Среднегодовой пробег автомобиля, тыс. км Пределы зарядного напряжения, В Среднегодовое снижение массы электролита батареи, г
6,0±2 14,0±2 24,0 ±2 34,0 ±2 70,0 ±5 110,0± 15 110,0±15 13,7-14,3 13,9-14,3 14,1-14,5 13,9-14,4 13,7-14,3 13,5—13,8 14,2-14,7 45 ±20 86 ±30 94 ±50 231 ±50 283 ±80 400±50 (такси) 1500± 500 (такси)
Серийно выпускаемые в нашей стране необ-
служиваемые батареи с емкостью 55 А-ч пос-
тавляются залитыми электролитом и заряженны-
ми. При общей массе батареи около 16,5 кг масса
резервного объема электролита (над блоками
электродов) в батарее при плотности 1,28 г/см3
составляет 1160 г (или по 150 мл в каждом
аккумуляторе). Как и у батарей обычного типа,
необслуживаемые батареи в процессе эксплуата-
ции имеют неравномерность снижения уровня в
отдельных аккумуляторах. Одной из причин этого
явления может быть различие в температуре элек-
тролита в отдельных аккумуляторах, возникающее
при нагреве от двигателя.
Неравномерность осаждения на поверхности
активного материала пластин сурьмы и ее соеди-
нений в процессе работы батареи также способ-
ствует повышенному расходу воды из электролита
отдельных аккумуляторов. На практике оценку
снижения уровня электролита батареи необходимо
192
делать с учетом выдержки батареи при определен
нои температуре и после освобождения электроли-
та от газа. Это не всегда удобно. Проще вести
контроль по массе батареи, не допуская при этом
снижения уровня электролита в отдельных акку-
муляторах ниже установленной отметки.
В табл. 16 приведены усредненные показатели
возможного снижения общей массы электролита
батареи 6С -55АЗ за годовую эксплуатацию лег-
ковых автомобилей с различной интенсивностью
в условиях средней полосы страны.
3.7. НЕИСПРАВНОСТИ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
Длительность эксплуатации (срок службы)
современных аккумуляторных батарей ограничи-
вается следующими основными причинами:
коррозией токоотводов положительных элек-
тродов;
деструкцией и оплыванием положительной ак-
тивной массы;
прорастанием сепараторов;
замыканием разноименных электродов через
«мостики», образующиеся на их кромках;
необратимой сульфатацией электродов.
У отказавших батарей отмечаются дефекты
и механические повреждения:
та в выводах, борнах и перемычках
тных соединениях батареи с общей крышкой),
поломка мостов или обрыв отдел^ “^ивоч-
пазгеометизация из-за растрескивания заливоч
ной мастики механические повреждения моно-
блоков и крышек, оплав.ение или деформация
полюсных выводов и другие неисправности, яв-
7 Зак 29b
ляющиеся, как правило, результатом "ХчесТ
или неправильной эксплуатации, либо некачест
прнного изготовления батарей.
В результате анализа возникающих в эксплуа
тации неисправностей были установлены основ
ные причины, их вызывающие, которые необходи
мо иметь в виду с целью снижения отрицательного
влияния этих факторов на автотранспортных пред-
приятиях при эксплуатации батареи (см. разд
3.7.1—3.7.5).
3.7.1. Коррозия токоотводов положительных
электродов
В процессе эксплуатации батарей токоотвод
положительного электрода, состоящий из свинцо-
во-сурьмянистого сплава с различными добавками
(мышьяк, серебро, кальций, сера, медь, селен),
корродирует вследствие протекающих в аккуму-
ляторе при заряде и разряде электрохимических
процессов, теряя при этом свою механическую
прочность и электропроводность.
На сегодня нет единого, общепринятого опи-
сания характера промежуточных процессов и реак-
ций, приводящих к коррозии положительных то-
коотводов. Вместе с тем наиболее распространен-
ным является представление о механизме анодной
коррозии свинцового сплава за счет постепенного
внедрения кислорода, выделяющегося на поверх-
ности пленки РЬОг, в кристаллическую решетку
сплава за счет диффузии через окисную пленку
в более глубокие слои токоотвода.
При таком описании процесса коррозии его
скорость должна возрастать с повышением тем-
194
пературы электролита, снижением плотности за-
рядного тока и плотности электролита и любыми
другими факторами, способствующими выделению
кислорода, например, с ростом скорости электро-
литического разложения воды при перезаряде.
Следовательно, для снижения скорости коррозии
желательна была бы эксплуатация при высокой
плотности электролита, невысокой степени заря-
женности и т. п. Однако при понижении темпера-
туры и повышении плотности электролита зна-
чительно возрастает скорость деструкции (разру-
шения) активной массы на электродах. Поэтому
экспериментально были установлены некоторые
оптимальные значения плотности электролита для
различных климатических зон, предельные темпе-
ратуры электролита, при которых допускается экс-
плуатация и т. п. [3, 5, 7].
С явлением коррозии токоотводов тесно связа-
но явление деформационного роста этих токоот-
водов. Деформация токоотводов выражается в
том, что в процессе эксплуатации по мере корро
зии линейные размеры токоотвода постепенно уве-
личиваются. Наиболее вероятными причинами это-
го являются, во-первых, разбухание активной мас-
сы вследствие циклирования аккумуляторов и,
во-вторых, образование на поверхности токоот-
вода окисной пленки РЬО2 вследствие коррозии
металла токоотвода. Объем пленки РЬО2 значи-
тельно больше объема металлического свинца,
из которого она образовалась. Следствием такого
поста, особенно при частых и значительных пере-
чаоядах бывают разрывы жилок и рамок токоот-
|одов положительных электродов, приводящие к
преждевременному выходу аккумуляторов из
строя.
195
7
«Рост» положительных электродов в процессе
эксплуатации батареи можно наблюдать по пол<
жению отдельных крышек, герметизированных ма-
стикой К концу срока службы крышка аккуму-
ляторов со стороны положительных борнов, вклю-
чая и крышку с общим полюсным выводом бата-
реи, значительно приподнимаются над моно-
блоком.
Если у отказавшей батареи крышки со сто-
роны положительных борнов (блоков) приподняты
вместе с герметизирующей мастикой, то этот приз-
нак, как правило, указывает на то, что отказ
произошел по причине электрокоррозии положи-
тельных токоотводов, полностью утративших ра-
ботоспособность.
3.7.2. Деструкция и оплывание активной массы
положительных электродов
Сущность явления деструкции и оплывания
активной массы заключается обычно в отделении
от аккумуляторных электродов мелких кристаллов
двуокиси свинца РЬОг. Это приводит прежде
всего к снижению емкости положительного элек-
трода вследствие уменьшения количества рабо-
тающей положительной активной массы. Кроме
того, перенос частиц РЬОг под влиянием электро-
фореза к поверхности отрицательного электрода
часто ведет к образованию коротких замыканий
по кромкам электродов через края сепараторов.
И, наконец, обнажение элементов токоотводов
аккумуляторной батареи вследствие оплывания
активной массы пластин способствует ускорению
коррозии токоотводов.
196
Исследования показали, что скорость оплыва*
ния активной массы резко возрастает с увеличени-
ем плотности (концентрации) электролита при
разряде, снижением температуры и увеличением
разрядного тока.
Так, напрмер, при стендовых испытаниях уве-
личение плотности электролита на 0,2 г/см3 снизи-
ло срок службы активной массы в 8—10 раз,
а повышение плотности разрядного тока с
0,65 А/дм2 до 1,8 А/дм2 снизило срок службы
приблизительно на 50%.
Многие факторы, обусловливающие деструк-
цию активной массы, принципиально связаны
с основными электродными процессами, протека-
ющими при работе положительного электрода,
что существенно ограничивает возможности эф-
фективной борьбы с данным явлением и требует
проведения специальных исследований по изыска-
нию путей снижения скорости деструкции актив-
ной массы. Эффективным средством борьбы с
оплыванием активной массы могут служить инер-
тные добавки (связующие), специально вводимые
для этого в активную массу [5].
3.7.3. Прорастание сепараторов и замыкание
электродов
Объемные изменения поло—ной массы,
ее деструкция и оплывание вызывают, к р
ло, дополнительно ряд ®Ре^”“^^ельной массы
При отделении част«ц " О собой наиболее
от электрода они « У -^нять^^^^
^Тос^Хо^Тводит к образованию сквозных
«мостиков» между Разно,1ОЛЮСНЫМИяХГчж-Хро’
т. е. к частичному короткому зам“*а""ю ₽
лои вследствие прорастания сепаратора ch д
фект проявляется в резком ускорении саморазряд
батареи при ее бездействии и ухудшении за
Р Наиболее часто это явление наблю;
батареях с сепараторами из мипласта, имеющими
порь! большого диаметра (до 30 мкм и более),
которые при эксплуатации довольно часто под-
вергаются глубоким разрядам, что способству
ускоренному оплыванию активной массы. Кроме
того, оплывающая активная масса постепенно мо-
жет ’заполнить все свободное пространство между
опорными призмами (шламовое пространство) мо-
ноблока и замкнуть между собой снизу электроды
различной полярности.
Наконец, под воздействием вибрации батареи,
ее тряски и процесса заряда при движении
транспортного средства частицы шлама находятся
во взвешенном состоянии в электролите и под
влиянием диффузионных и конвективных потоков
могут оседать на нижних и боковых кромках
отрицательных электродов. При заряде эти части-
чки шлама превращаются в свинцовую губку. По
мере нарастания слоя губки могут образоваться
в обход кромок сепараторов свинцовые «мостики»
между разноименными электродами, вызывающие
короткое замыкание внутри аккумулятора.
Применение в необслуживаемых батареях се-
параторов-конвертов полностью исключает возмо-
жность образования «мостиков» в процессе экс-
плуатации батарей и положительно отражается
на надежности работы и сроке службы аккумуля-
торной батареи.
198
3.7.4. Необратимая сульфатация
Под необратимой сульфатацией в практике
эксплуатации свинцовых аккумуляторов понима-
лся такое неисправное состояние, когда они
не заряжаются при пропускании нормального за-
рядного тока в течение установленного проме-
жутка времени. В результате происходит резкое
и ение фактической разрядной емкости, сушес-
твенное увеличение зарядного напряжения и тем-
пературы электролита.
Внешним проявлением необратимой сульфа-
тации на отрицательном электроде является нали-
чие сплошного поверхностного слоя сульфата
свинца. При этом активная масса становится жест-
кой и песчанистой, на поверхности электрода
не остается ясной металлической черты, если по
ней провести ножом (металлическим предметом)
Внешним проявлением сульфатации положи-
тельных электродов также является осветление
окраски активной массы, причем возможно даже
появление белых пятен сульфата свинца, повер-
хность электрода становится жесткой и шерохова-
той, при растирании активной массы между паль-
цами появляется ощущение, сходное с ощущением,
получаемым при растирании песка.
При прогрессирующем явлении сульфатации
аккумулятор может полностью выйти из строя
вследствие потери емкости.
Необратимая сульфатация может быть вызва-
на- неполнотой формирования электродов, систе-
матическими недозарядами батареи, высоким
саморазрядом, в том числе вследствие внутренних
коротких замыканий, длительным бездействием
батареи в разряженном (частично или полностью)
состоянии, снижением уровня электролита ниж
поверхности, препятствуя протеканию н«
новной токообразующей реакции, и способству
усиленному разложению воды и газовыд
3.7.5. Саморазряд
Причиной саморазряда аккумулятора как
электрохимического процесса является загрязне-
ние активной массы примесями, образующими
локальные (местные) электродные пары. Элек-
трохимический саморазряд усиливается по мере
увеличения времени работы батареи, так как по-
верхность отрицательного электрода отравляется
сурьмой, выходящей в электролит вследствие кор-
розии положительного токоотвода и высажива-
ющейся на поверхности свинцовой губки, а также
примесями, вносимыми в электролит вследствие
нарушений условий эксплуатации (заливка недис-
тиллированной воды, попадание в аккумулятор
металлических предметов и т. п.).
Этого можно избежать, применяя более чис-
тые материалы, что, как упоминалось выше, приме-
няется при производстве необслуживаемых бата-
рей. Кроме того, необходимо исключить приме-
нение грязной и некислотостойкой посуды для
риготовления, хранения и заливки электролита
и применять для доливки только дистиллирован-
ную воду.
200
Загрязнение поверхности аккумуляторной ба-
тареи, особенно в исполнении с отдельными ак-
кумуляторными крышками и мастикой, нарушение
герметичности межэлементных соединений в бата-
реях с общей крышкой приводят к появлению
токов утечки через наведенные (паразитные) цепи,
что проявляется в виде снижения фактической
разрядкой емкости батареи после проведения нор-
мального заряда, особенно после бездействия, т. е.
как саморазряд. Поэтому рекомендуется при эк-
сплуатации содержать поверхность батареи чистой
и сухой и не допускать появления на ее повер-
хности пленки электролита и грязи.
Саморазряд значительно возрастает по мере
износа электродов. К концу срока службы само-
разряд может достигать такого значения, что
после нескольких суток становится невозможным
пуск двигателя при нормальных условиях. В этих
случаях потеря емкости аккумуляторной батареи
происходит в основном через шламовое образова-
ние между электродами, через прорастания сепа-
раторов, деформированные электроды, приводя-
щие к короткому замыканию внутри блока плас-
тин. Хранить такие батареи при низкой температу-
ре окружающего воздуха нельзя, так как плот-
ность электролита от ускоренного саморазряда мо-
жет понизиться до предела застывания и моноблок
батареи может быть разрушен.
3.8. РЕМОНТ СТАРТЕРНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
Отказ аккумуляторной батареи в процессе ее
использования по прямому назначению на вто
тракторной технике часто вызывает необходимость
проведения определенного ремонта. В
время промышленностью выпускаютс
батареи^ существенно различные по K0^WKTHB
ному исполнению. Оптимизация конструкции по
расходу материалов и снижению сопротивления
внутренней цепи стартерному режиму разряда
привела к созданию батарей с общей крышкой
Переход от эбонитовых моноблоков с я ее шыми
крышками на моноблоки из синтетических
риалов с общей крышкой, соединяемой термосвар-
кой при производстве, практически исключает воз-
можность разборки и индивидуальный ремонт (за-
мену) отдельных аккумуляторов батареи. Это нап-
равление перспективное. Вместе с тем значитель-
ную часть объема производства пока еще состав-
ляют батареи с отдельными крышками и наруж-
ными межаккумуляторными соединениями.
Технология капитального ремонта не имеет
широкого распространения по той причине, что,
как правило, для этих целей используются не-
кондиционные детали и несовершенная полукус-
тарная техника. Срок службы капитально отре-
монтированных аккумуляторных батарей сущее -
в ню ниже по сравнению с новыми, изготовлен-
ными в заводских условиях. Поэтому перспектива
за технологией восстановления свинца из вышед-
ших из строя аккумуляторных батарей, за орга-
и иеи наиболее полного сбора их через спе-
диализированные пункты для централизованной
переработки
а<о отдельные неисправности и дефекты
и У атарей с общей крышкой, не требующие
больших трудозатрат и возникающие в процессе
эксплуатации. могут быть устранены. Поэтому при
обнаружении неисправности аккумуляторной ба-
тареи необходимо прежде всего определить с уче-
том ее конструкции целесообразный объем ремон-
та для устранения дефекта и восстановления ее
полной работоспособности в электропусковой сис-
теме в заданных условиях эксплуатации.
Подробно технология капитального ремонта
батарей с раздельными крышками рассмотрена
в книге [2].
С учетом конструктивного исполнения восста-
новление работоспособности батареи может иметь
различную трудоемкость. Авторы исходят из усло-
вия, что нецелесообразно создавать крупные спе-
циализированные предприятия по капитальному
ремонту аккумуляторных батарей по принципу
восстановления деталей механических узлов. Ре-
монт может быть целесообразным в общем пони-
мании, если его трудоемкость значительно ниже
стоимости производства новой батареи, а ресурс
батареи при этом не снижается. Такой ремонт
можно считать текущим либо восстановительным
по обнаруженному дефекту при еще неполном
использовании ресурса батареи.
Наиболее распространенные дефекты рабочих
аккумуляторных батарей следующие:
разрыв цепи внутри батареи;
трещины моноблока и крышек;
негерметичность полюсных выводов;
оплавление полюсных выводов;
короткое замыкание внутри блока пластин;
отслоение мастики от стенок моноблока.
По наиболее распространенным дефектам^ ак-
кумуляторных батарей в мастерских автохозяйств
могут проводиться следующие виды ремонта:
замена моноблока, отдельной (ячеечной)
крышки;
203
моноблока,
полюсного
наплавление (восстановление) полюсного вы
^вскрытие отдельной крышки и устранение ко-
роткого замыкания в блоке пластин (замена е
паратора, устранение сдвига сепараторов и дру
виды короткого замыкания в блоке),
приварка борна (к перемычке или полюсному
выводу);
заливка мастики (восстановление)
заделка небольших трещин
крышек,
устранение негерметичности
вывода.
Дефекты батарей могут быть вызваны как ус-
ловиями эксплуатации, так и в процессе сборки
при производстве батарей.
Целесообразность проведения ремонта по вы-
явленным дефектам должна учитывать фактичес-
кий срок работы аккумуляторной батареи, кон-
структивную особенность батареи, наличие усло-
вий для проведения ремонта.
Разрыв электрической цепи у батарей с общей
крышкой в большинстве случаев происходит вну-
три батареи (низкое качество сварки межэлемент-
ных соединений). В этих случаях без снятия
общеи крышки восстановить соединение невоз-
можно, а после устранения дефекта потребуется
новая крышка и устройство для ее приварки.
Батареи необслуживаемого типа изготавлива-
ют епараторами в виде конверта. При ремон-
те такой батареи нельзя использовать обычные
сепараторы в виде пластинок, так как из-за отсут-
ст ия шламового пространства такой блок плас-
тин сможет работать продолжительно без воз-
ник ения короткого замыкания
2С
Рис Характерное состояние положительных пластин в блоке
электродов аккумуляторной батареи в конце срока службы:
оплывание активной массы и разрушение от з1лектрокоррозии
решетки пластин
Батареи с длительным сроком работы могут
иметь полностью разрушенные электрокоррозией
положительные электроды (рис. 54), без замены
которых восстановить работоспособность батареи
невозможно.
Устранение дефекта в аккумуляторе батареи
с отдельными крышками следует производить пос-
ле удаления наружных меж элементных соедине-
ний. Для этих целей лучше всего использовать
205
А_
<2>3
Варианты
0Л
0В 7V 16 |
20
Z uimiupm
• Oh
(Г)-центрирую
тай палец
/
1-я режущая кромка
2-я-диаметрально
противоположна
Рис 55 Трубчатое сверло-фреза для снятия наружных межэле-
ментных соединений аккумуляторных батарей (угол К зато-
чить для сверления свинца)
специальную сверло-фрезу (рис. 55), которая поз-
воляет сохранить длину борна в первоначаль-
ном размере. Размеры сверла-фрезы подбирают
по толщине борна, что позволяет легко снимать
перемычку и осуществлять последующую сварку
206
борна с новой перемычкой. Этот инструмент осо-
бенно удобно применять в тех случаях, когда
борны имеют медные вкладыши (батареи боль-
ших емкостей).
Для снятия наружных перемычек с помощью
сверла-фрезы используют низкооборотную элек-
трическую или ручную дрель.
Оплавленный или изношенный (от зачистки
окислов) полюсный вывод перед восстановлением
подлежит тщательной очистке его поверхности от
окисла, удаления кислоты путем промывания теп-
лым раствором кальцинированной соды. Восста-
новление полюсного вывода проводится по уста-
новленному шаблону путем наплавления дополни-
тельного свинца угольным электродом. Питание
электрода может быть от источника напряжения
6—12 В (можно от заряженной исправной бата-
реи). При восстановлении вывода наплавляемый
металл должен быть надежно соединен с основным
выводом путем его частичного расплавления.
Дефекты моноблока (трещины, сколы) устра-
няют известными способами с учетом материала
моноблока. Для заделки трещин эбонитовых моно-
блоков может быть применен любой из клеев
на основе эпоксидной смолы. Причем для повыше-
ния надежности на место заделываемой трещины
можно наложить полоску стеклоткани. Перед на-
несением клея поверхность обезжиривается и зачи-
щается шлифовальной шкуркой с целью снятия
глянца с поверхности. В работе [6] рекомендованы
следующие рецепты приготовления клея на основе
эпоксидной смолы и других веществ для заделки
трещин эбонитовых моноблоков
1. В емкость отмеряют необходимое количество
эпоксидной смолы (например, ЭД-6), добавляют
дибутилфталат (пластификатор) и тшательно.пе-
ремешиваютих между собой. Затем я„пивяют
пяют эбонитовую муку, которую приготавливают
из материала моноблока. Смесь тщательно переме-
шивают и в готовую смесь еще добавляют поли
эХенполиамин (Отвердитель) и вновь все> пфр^
мешивают Приготовленный таким образом клеи
должен быть полностью израсходован и хран н
не подлежит. На каждые 100 г эпоксидной смолы
необходимо добавить 10—15 г дибутилфталата,
50 г эбонитовой муки и 8—10 г отвердителя
2. Клей на основе стиракрила: на каждые
100 г стиракрила ТШ добавляют 75 г растворителя
и все тщательно перемешивают. Клей не хра-
нится.
3. Клей на основе полистирола: на 100 мл
этилацетата (можно растворителя КР-36) необ-
ходимо растворить 30 г полистирола. В хорошо
герметизированной емкости такой клей можно хра-
нить продолжительное время.
Заделка повреждений моноблока батарей из
термопласта (на основе полиэтилена) или поли-
пропилена может производиться как с использо-
ванием клеющих веществ, в том числе и клея на
основе эпоксидной смолы, так и путем приварки
заплат из аналогичного материала с применением
нагревательного элемента. Приварке заплаты дол-
жна предшествовать подготовка поверхности:
обезжиривание и зачистка. Нагревательный эле-
мент при этом выбирается с учетом характера и
размеров повреждения моноблока.
Г л а в a 4
АККУМУЛЯТОРНЫЙ ЦЕХ
НА АВ1ОТРАНСПОРТНОМ ПРЕДПРИЯТИИ
Составным элементом технологической цепи
технического обслуживания автомобиля на авто-
транспортном предприятии является аккумулятор-
ный цех. По отношению к помещениям, где про-
веряют, обслуживают и проводят ремонт других
изделий электрооборудования автомобиля, акку-
муляторный цех должен быть отделен и отвечать
особым требованиям. Располагается цех, как
правило, рядом с зоной технического обслужива-
ния автомобиля. На авторемонтных предприятиях
аккумуляторный цех целесообразно располагать
вблизи постов сборки автомобиля, на которых
устанавливают изделия электрооборудования.
Специалистами аккумуляторного цеха (акку-
муляторщики) ведутся следующие основные ра-
боты:
техническое обслуживание аккумуляторных
батарей автомобилей, поставленных на ТО;
приведение новых батарей в рабочее состояние
(заливка электролита, пропитка и проверка готов-
ности батарей к постановке на автомобиль, при
необходимости подзарядка),
установление дефекта аккумуляторной бата-
реи, отказавшей в работе,
подзарядка батарей при отказах генератора,
регулятора напряжения и других элементов элек^
’a также от
«^разряда при Длительном бездействии автомо
бИЛтёкущий ремонт аккумуляторных батарей по
УСТ"Х™ аккумуляторной батареи
на автомобиле, на основе которого "Р°«°дит^
списание старых батареи и выдача новых
3аМподготовка аккумуляторной батареи к отпра
ке на аккумуляторный завод для гарантийного
ремонта;
сбор и утилизация вторичного свинца батареи,
отказавших в работе;
приготовление электролита, учет расхода ак-
кумуляторной кислоты;
контроль за состоянием батарей, хранящихся
с электролитом (при сезонном использовании ак-
кумуляторных батарей на отдельных видах тех-
ники) ;
ремонт зарядного оборудования и приспособ-
лений, используемых в аккумуляторном цехе.
Специальное оборудование, стенды, инстру-
мент и приборы размещаются в помещениях ак-
кумуляторного цеха по постам в соответствии
с технологическим процессом проведения работы
с аккумуляторными батареями.
4.1. ПОСТЫ АККУМУЛЯТОРНОГО ЦЕХА
С учетом характера и объема выполняемых
работ, в значительной мере зависящих от состава
и количества автомобилей в хозяйстве, в состав
210
аккумуляторного цеха должны входить следующие
посты (участки):
обслуживания и ремонта батарей;
зарядный;
машинный;
кислотный (для приготовления электролита,
хранения дистиллированной воды);
подсобное помещение (для хранения аккуму-
ляторной кислоты).
асположение постов, расстановка оборудова-
ния должны обеспечивать технологическую после-
довательность работы с аккумуляторными бата-
реями, при которой они должны перемещаться
с одной операции на другую с минимальной зат-
ратой времени.
Как помещения аккумуляторного цеха в целом,
так и отдельные его посты должны отвечать спе-
циальным требованиям, обеспечиваемым при про-
ектировании помещения или при его подготовке.
Участок обслуживания и ремонта целесообразно
располагать поблизости от зоны технического об-
служивания автомобилей, из которой поступают
аккумуляторные батареи, требующие углубленной
проверки, заряда или ремонта. Рядом с_этим
участком должен быть расположен зарядный пост
и подсобное помещение. Зарядный участок должен
иметь запасный выход наружу. Маши“н“и "°”
зарядных устройств располагается в смежном к
зарядному посту помещении, чтобы иметь возмож-
но короче токоведущие кабели. Совмещение
оядного поста с машинным в одном помещении
не Допускаете я из-за взрывоопасности выделяю
щегося при заряде батарее газа 7
иски в коммутирующих деталях заряди У
тройств. Кроме того, металлические детали выл-
рямительных (зарядных) У”Р^в^оГк”
пяпой кислоты подвергаются интенсивной корь
зииР И раньше выходят из строя Кислотный пост
может быть размешен в одном помещении с :
рядным постом. Для определения обшей площ
аккумуляторного цеха составляют список необ хо-
лимого оборудования с учетом потока аккумуля-
торных батарей при техническом обслуживании.
Причем площадь, занимаемая оборудованием, ум-
ножается на коэффициент 3,5 для обесп
проходов.
4.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
При техническом обслуживании № 1 (ТО-1)
автомобиля аккумуляторные батареи очищают от
пыли и грязи, а полюсные выводы от окислов.
Поверхность батареи протирают ветошью, прове-
ряют состояние наконечников проводов, соединя-
емых с батареей. Внутреннюю поверхность на-
конечников очищают от образовавшихся окислов,
используя для этого стальной ерш или шлифоваль-
ную шкурку. Для очистки полюсных выводов бата-
реи используют круглую щетку либо шкурку в виде
узкой ленты. При этих операциях по удалению
окислов необходимо стремиться к минимальному
снятию слоя металла, так как иначе нельзя будет
надежно соединить выводной полюс батареи с
наконечником провода. Кроме того, при закреп-
лении проводов с батареей необходимо следить
за тем, чтобы они не были натянуты, так как
в процессе последующей эксплуатации автомо-
биля это может привести к поломке полюсных
выводов и даже крышек аккумуляторов
212
При ТО-1 автомобиля проверяют и, если не
обходимо, доводят до установленной нормы уро-
вень электролита во всех аккумуляторах батареи.
В зимний период с целью исключения замерзания
электролита после долива дистиллированной воды
в аккумуляторы батарею необходимо подзарядить
до выравнивания плотности электролита. Уровень
электролита устанавливается с помощью различ-
ных мерных приспособлений. Проверяют и, если
необходимо, прочищают вентиляционные отвер-
стия пробок.
При ТО-2, кроме перечисленных работ, допол-
нительно проверяют состояние заряженности бата-
реи путем измерения плотности и температуры
электролита. Работоспособность отдельных акку-
муляторов (батарей старых типов) или целой
батареи с общей крышкой проверяется нагрузоч-
ными вилками (пробниками). По результатам про-
верки и в соответствии с инструкцией по эксплуа-
тации батарея может быть направлена в аккуму-
ляторный цех на подзаряд, если отдельные акку-
муляторы или батарея полностью окажутся раз-
ряженными более 50% в летнее и более 25 /0
в зимнее время.
Снятые с автомобиля аккумуляторные батареи
должны быть помыты горячим (60—80 °C)
10%-ным раствором кальцинированной соды или
нашатырного спирта при помощи волосяной кисти.
Промытые затем холодной водой батареи проти-
рают ветошью или обдувают сжатым воздухом.
Внешним осмотром и путем наклона батареи про-
веряют целостность крышек, перемычек, стенок
моноблока, состояние герметизирующей мастики.
При обнаружении трещин (в мастике, крыш
ках, моноблоке) или других дефектов (механи-
ческих повреждений) батарею напРа,",Я£Т|
текущего ремонта. После ремонта и пол™и
рядки батарею вновь сдают в эксплуатацию При
установке батареи анализируют причины возник-
ших дефектов или глубокого разряда бата
для исключения их повторения На автомобил
проверяют состояние электропроводов, работу ре-
гулятора напряжения, натяжение ремня привода
генератора, осматривается место установки бата-
реи, детали крепления батареи.
4.3. УЧЕТ РАБОТЫ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
На каждую аккумуляторную батарею, уста-
навливаемую на автомобиль, заводится карточка
ее работы. Перед установкой батарее присваивает-
ся номер, соответствующий гаражному номеру
автомобиля и наносимый набойным численником
на наружных перемычках либо кислотостойкой
краской на торцовой стенке моноблока со стороны
положительных полюсных выводов.
При установке батареи в карточку записыва-
ются следующие сведения:
наименование автопредприятия,
тип аккумуляторной батареи и ее гаражный
номер;
завод-изготовитель и дата изготовления
батареи;
дата приведения батареи в рабочее состояние;
дата установки батареи на автомобиль;
показание спидометра автомобиля, тип ав-
томобиля.
оеиКХ°иЧ:ДУЧета ₽аботы аккумуляторной бата-
реи хранится в техническом отделе автопредпри-
214
ятия Все изменения состояния батареи в про-
цессе эксплуатации автомобиля (отказы в работе,
>з икающие дефекты, механические повреждения
и т п.) заносятся в журнал работы аккумулятор-
ного участка и отражаются в учетной карточке,
включая текущий ремонт и другие замечания по
состоянию батареи при техническом обслу-
живании.
Аккумуляторные батареи, отработавшие уста-
новленные сроки в соответствующих условиях,
могут быть списаны с учетом их фактического
состояния и данных учетной карты. На аккуму-
ляторные батареи, не проработавшие в эксплу-
атации гарантийных сроков, должны быть предъ-
явлены рекламации заводу-изготовителю в соот-
ветствии с инструкцией по эксплуатации батарей.
Пробег автомобиля за срок службы аккумулятор-
ной батареи от момента ее установки до снятия
определяет технический или плановый отдел ав-
топредприятия.
Учет работы аккумуляторной батареи ведется
аккумуляторщиком под контролем ответственного
(мастера) аккумуляторного участка.
4.4. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПОМЕЩЕНИЯМ
АККУМУЛЯТОРНЫХ ЦЕХОВ АВТОПРЕДПРИЯТИЙ
На аккумуляторном участке внутренние перего-
родки между зарядным постом и остальными (ма-
шинным, кислотным, ремонтным) должны быть
глухими от пола до потолка. Высота помещении
должна быть не менее 3 м, обеспечивая необходи
мый объем воздуха для работающих и в значитель-
ной мере исключая возможность образования по-
215-
вишенной концентрации паров «PH°« кислОТЬ1’
свинца и выделяющихся из батарег. газ
турен^цемен^но^штукатуркой^загрунтованы и
окрашены Стены зарядного, ремонтного и кисл
ного постов должны быть окрашены кислотостой-
кой (хлорвиниловой) краской, а стены машинн
поста — масляной краской светлых тонов. Пол в
зарядном и ремонтном постах должен быть выло-
жен кислотоупорной плиткой. Освещение в поме-
щениях должно быть по возможност ест I в
ным, средняя освещенность на всех постах должна
быть не менее 50 лк. Над рабочими местами до-
полнительно должны быть установлены местные
светильники, желательно укрепленные на шарнир-
ных кронштейнах.
Осветительная арматура на всех постах, осо-
бенно в зарядном помещении, должна быть гер-
метичной, взрывобезопасной. Выключатели дол-
жны быть также герметичными. Можно приме-
нять выключатели обычного типа в соседнем по-
мещении перед дверью в зарядное помещение.
Все аккумуляторные участки должны иметь
приточно-вытяжную вентиляцию взрывобезопас-
ного исполнения. В помещениях аккумуляторного
цеха автопредприятий концентрация вредных ве-
ществ в воздухе не должна превышать следую-
щих величин: для паров серной кислоты 2 мг/м3,
для паров свинца и его окислов 0,01 мг/м3’
Вытяжная вентиляция на ремонтном, кислот-
ном и машинном постах должна обеспечивать
2—2,5-кратный обмен воздуха за 1 ч. В зарядном
помещении вентиляция в приточно-вытяжном ре-
жиме должна обеспечивать 6—8-кратный обмен
воздуха за 1 ч. Приточная вентиляция должна
обеспечивать вентиляцию всего помещения ак-
мул5 орного цеха. Для улучшения воздухооб-
мена необходимо отсос воздуха осуществлять из
верхней части помещения, а подавать через рас-
пределительную трубу, расположенную на высоте
олее 1 м от пола. Скорость поступающего
в помещение воздуха должна быть не более
0,1 м/с. В холодное время года подаваемый в
помещение воздух должен быть подогрет до тем-
пературы 17—19 °C с помощью калорифера, ус-
тановленного на приточной вентиляционной маги-
страли.
Как правило, вытяжная вентиляция из ак-
кумуляторного цеха должна быть автономной, от-
дельной от общей вентиляции автопредприятия.
Однако это не обязательно, если общая вентиля-
ция автопредприятия взрывобезопасного исполне-
ния.
В отходах аккумуляторного цеха содержится
се| ная аккумуляторная кислота, свинец и его
окислы. При мойке батарей, уборке помещений
водой смывается серная кислота и попадает в
канализацию. Поэтому аккумуляторный цех дол-
жен иметь изолированную канализацию, выпол-
ненную из керамических труб с выходом в наруж-
ный отстойник, где производится нейтрализация
сточных вод щелочным раствором. В отдельных
случаях целесообразно отстойник аккумуляторно-
го цеха делать общим с отстойником мойки ав-
томобилей и деталей. При этом содовые растворы,
применяемые для мойки деталей, могут способ-
ствовать более полной нейтрализации кислоты в
сточных водах аккумуляторного цеха.
В ремонтном и зарядном помещениях должны
устанавливаться трапы-сборники, позволяющие
убирать полы с помощью воды из шланга. Вод
в аккумуляторном цехе нужна как для моики
(батарей, помещений), так и для работы диет л
ляторной установки, поэтому помещения обору-
дуются водопроводной сетью.
Для обеспечения условий работы персонала
аккумуляторного цеха в его рабочих помеш
температура воздуха должна быть не ниже 17
Для этих целей используют центральное водяное
отопление.
В отдельных регионах страны, где на авто-
предприятии отсутствует этот вид отопления, мож-
но использовать печное отопление. В этом случае
печь не должна иметь щелей и должна быть
обтянута жестью. Топка печи должна быть рас-
положена вне зарядного помещения. В помещение
ремонтного поста аккумуляторного цеха подводит-
ся сжатый воздух под давлением 3—5 кгс/см2 для
обдува батарей после мойки.
4.5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОКАЗАНИЕ
ПЕРВОЙ ПОМОЩИ
Согласно правилам эксплуатации энергетичес-
ких установок (ПУЭ) помещения аккумуляторных
батареи, в которых проводится зарядка кислот-
ных или щелочных аккумуляторов, отнесены к
взрывоопасным помещениям класса В-1а.
При работе в аккумуляторном помещении не
должно быть посторонних лиц. Аккумуляторщики
вновь поступившие на работу, должны пройти
курс обучения под руководством опытных работ-
ников изучить правила техники безопасности и
личной гигиены. В помещениях должны быть выве-
21S
шены наглядные плакаты и схемы по приемам
работы с батареями. к
При работе с аккумуляторными батареями
серной кислотой и расплавленным свинцом должны
строго соблюдаться правила техники безопасности
на эти виды работ. Работа должна производиться
только в специальной одежде при работающей
вентиляции, в предназначенных для этого местах.
При нарушении принятых правил работы в акку-
муляторных помещениях могут иметь место сле-
дующие последствия:
отравление свинцом (сладковатый вкус во рту,
тошнота, слюноотделение, рвота, боли в животе);
взрыв гремучего газа при заряде батарей, в ре-
зультате чего от разбрызгивания капли электроли-
та могут попасть в лицо работнику;
попадание электролита на кожу рук и через
одежду на другие части тела при неправильных
приемах работы.
При отравлении свинцом следует немедленно
вызвать врача, а до его прихода промыть постра-
давшему желудок водой с содой. Чтобы избежать
отравления, необходимо работы со свинцом про-
водить в респираторе и резиновых перчатках, не
курить, перед едой мыть руки с мылом. Пищу
принимать только в специально отведенных мес-
тах. После работы принимать горячий душ.
Попавшую на кожу серную кислоту (капли
электролита) надо немедленно удалить ветошью
либо смыть водой.
После работы с электролитом надо обязатель-
но вымыть руки с мылом.
При работе с расплавленной мастикой воз-
можны ожоги. При ожогах 1-й степени (покрасне-
ние кожи) пораженное место необходимо накрыть
куском чистой ветоши, обильно смоченной рас-
твором питьевой соды или слабым раствором мар-
ганцовокислого калия. При ожогах с пузырями
(2- 3-я степени) нужно положить стерильную
повязку из марли (бинта), вызвать врача или
отправить пострадавшего в больницу.
Ожоги могут быть получены от электрического
тока Рану до врачебной помощи необходимо нак-
рыть стерильной марлей. При поражении электри-
ческим током пострадавшего надо как можно
скорее освободить от тока, отделив его от прово-
дов, находящихся под напряжением, либо отклю-
чить установку. В случаях паралича дыхательных
путей пострадавшему необходимо сделать искус-
ственное дыхание. Для этого обеспечивают поступ-
ление чистого воздуха в помещение, снимают часть
одежды, стесняющую дыхание, очищают рот от
возможных крови и слизи. Искусственное дыхание
рекомендуется проводить в теплом помещении,
чтобы не допустить охлаждения тела постра-
давшего.
Рабочая одежда аккумуляторщика должна
храниться в специальном шкафу.
Исправная работа вентиляции, влажная уборка
помещений, включая протирку стен, стеллажей
шкафов, а также соблюдение правил личной гиги-
ены в процессе работы позволяют избежать вред-
ного воздействия условий аккумуляторного цеха
на здоровье работающих.
Г л а в a 5
СВИНЦОВЫЕ СТАРТЕРНЫЕ
АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ ЗА РУБЕЖОМ
Свинцовые стартерные аккумуляторные бата-
реи являются наиболее массовым видом электри-
ческих аккумуляторов во всем мире. Основные
принципы и направления усовершенствования
конструкции стартерных батарей, технологичес-
ких примеров их производства и способов их реа-
лизации в виде отдельных единиц оборудования
и автоматизированных поточных линий как в
нашей стране, так и в ведущих зарубежных стра-
нах весьма сходны (прил. 5).
Уже в первой половине 70-х годов передовые
фирмы в США и Западной Европе, а затем и в
Японии приступили к широкому освоению про-
изводства аккумуляторных батарей в пластмас-
совых моноблоках с общей крышкой. Несмотря
на многообразие первоначально предлагавшихся
технологических вариантов соединения аккуму-
ляторов сквозь отверстие в перегородке корпу-
са-моноблока, подавляющее большинство произ-
водителей пришло к выводу, что наиболее на-
дежным и наименее трудоемким является метод
контактной электросварки, описанный в разд.
1.3.2. В 1980 г. около 50% стартерных батареи
в странах Западной Европы аыпускалось^в пласт-
массовых моноблоках с общей крышкой. В это
же время начинается быстрое освоение нового
221
вида стартерных Старей-ие^ужив=
Причем пеРво«а^аЬН“азГсВ^нцов0-кальциевого
выпускать в_США на базе ^2% Sn; осталь.
ное^Ь) для токоотводов как положительных так
и отрицательных электродов, а через_ 2—3 года
появились батареи системы «кальции плюс», у
которых для положительных электродов исполь-
зовались токоотводы из малосурьмяного 5,плава
свинца с добавлением кадмия 1,5—1,о /о эо,
14—16% Cd, остальное РЬ). В качестве сепа-
ратора использован конверт из высокопорр гс
полиэтилена.
Затем производство необслуживаемых бата-
рей быстро стало развиваться и в странах Европы.
Однако здесь пошли по пути применения мало-
сурьмяных сплавов с содержанием сурьмы 2,5—
3% и добавками селена, талия, мышьяка и дру-
гих металлов и неметаллов, облегчающих литье
сплава и улучшающих его структуру. В качест-
ве сепараторов используются конверты из высо-
копористого полиэтилена, поливинилхлорида
(мипласт), а также листовые сепараторы из поли-
винилхлорида или асбокартона (фибрит).
Батареи с листовыми сепараторами имеют
меньший запас электролита, чем батареи с сепа-
раторами-конвертами, поэтому в Европейской
классификации им присвоен термин «малообс-
луживаемые».
Основные характеристики необслуживаемых
батарей, независимо от применяемых сплавов
очень близки и характеризуются рядом отличий
от традиционных батарей, о которых было ска-
зано в разд. 1.3.2. Здесь необходимо дополнитель-
но отметить, что батареи с применением токоот-
222
водов на основе свинцово-кальциевого сплав.»
имеют лучшие показатели по расходу воды и само*
разряду в сравнении с батареями, токоогводы
которых изготовлены из малосурьмяных сплавов
(до 3% Sb). Расход воды батарей со свинцово-
кальциевым сплавом электродов составляет не
более 3 г/(А-ч), в то время как для сплавов
Pb Sb (2,5%) эта величина приближается к
6 г/(А-ч). Среднесуточный самозаряд у кальцие-
вых батарей примерно на 20% меньше, чем у мало
сурьмяных, и составляет 0,06—0,08% в сутки.
Вместе с тем существенным недостатком, ограни
чивающим возможности широкого распростране-
ния стартерных батарей на основе свинцово-каль-
циевых сплавов, является резкое снижение энер-
гетических характеристик таких батарей после
двух-трех глубоких разрядов, особенно при дли-
тельных режимах разряда. Такое поведение свин-
цово-кальциевых батарей обусловлено, как пока-
зали исследования, появлением межфазных слоев
сульфата кальция, которые обладают низкой
электропроводностью, не восстанавливаются при
заряде и препятствуют прохождению тока от то
коотвода положительного электрода к активной
массе.
С целью исключения этого нежелательного
явления проводятся поиски путей улучшения
свойств свинцово-кальциевых батарей при глу
боких разрядах. Так, например, установлено, что
добавки фосфорной кислоты позволяют восстанав-
ливать емкость батарей после глубоких разря
дов, но одновременно снижают электрические
характеристики батарей на 8—10%. Работы по
улучшению эксплуатационной надежности свин-
цово-кальциевых батарей продолжаются.
йрлбслуживаемые аккумуляторные батаре
нении с аккумуляторными' 6^ Данным
онного исполнения^ Гак напр^ р,^ в эксплуа.
?а^ЫДЛ^ батарей н\20~30%
выше, чем для традиционных. Фирма «^°PaH£'
(Англия) считает, что гарантийным сроком экс
плуатации необслуживаемых батарей можно счи-
тать 24 мес, так как за это время количество
выходящих из строя по разным причинам батареи
не превышает 1%. Полным средним ресурсом
таких батарей можно считать срок службы, рав-
ный 4,5 годам, так как за это время при среднего-
довом пробеге до 20 тыс. км выходит из строя не
более 50% выпущенных батарей.
Вообще понятие о сроке службы стартерных
батарей в эксплуатации является очень неодно-
значным, так как на него в значительной степени
влияют и характеристики самой батареи (состав
сплава токоотводов, их толщина и нагруженность
при заряде и разряде, материал и толщина сепа-
ратора и т. п.) и в неменьшей степени условия
эксплуатации (место установки, температура, ба-
ланс электроэнергии, зарядное напряжение, ин-
тенсивность эксплуатации, частота и глубина
разрядов и т. п.).
Для получения в условиях эксплуатации
максимума потенциального эффекта, заложенного
в необслуживаемых батареях, требуется полное
соотве твие параметров системы электропита-
ния автомобиля оптимальным зарядным услови-
ям, необходимым для аккумуляторной батареи.
Только в этом случае могут применяться на ав-
224
томобилях такие необслуживаемые батареи, как
|апример, не имеющие заливных отверстий —
выпускаются фирмами «Голд» (США) «Стеко»
(Франция), «Хоппеке» (ФРГ) и др.
же поставить эти аккумуляторные бата-
реи на автомобиль со стандартным электрообо-
рудованием, то через 2—2,5 года такая батарея
откажет из-за снижения уровня электролита ни-
же предельно допустимого. В то же время она
могла бы еще поработать 1,5—2 года, если бы
можно было долить в нее дистиллированную
воду.
Именно поэтому созданию и внедрению в
отечественной промышленности полностью необ-
служиваемых батарей должны предшествовать
работы по выбору оптимальных параметров сис-
тем электроснабжения автомобилей, исключаю-
щих как недозаряд, так и перезаряд батарей.
Зарубежный рынок насыщен стартерными ак-
кум ляторными батареями любой емкости, наз-
начения и типоразмера. Поэтому, учитывая эко-
номическую невыгодность ремонта аккумулятор-
ных батарей (высокая трудоемкость, вредные
условия работы, необходимость использования
для ремонта таких же электродов, что и для сбор-
ки новых батарей), а также технические пробле-
мы, связанные с ремонтом батарей с общей крыш-
кой, которые являются практически неремон-
топригодными, за рубежом ремонт стартерных
аккумуляторных батарей не производится, за
исключением восстановления сработавшихся или
поврежденных полюсных выводов
Вместе с тем, учитыв я высокую степень
извлечения свинца из отработавших свой ресурс
аккумуляторов и возможность использования
8 Зак 296
вторичного свинца в производстве аккумулято>р-
ных: батарей, очень хорошо развита система сбора
старых батарей. Более 90% отработавших свои
ресурс аккумуляторных батарей поступает на вто-
ричную переработку и из них извлекается в зави-
симости от применяемой технологии 80—У2/0 со-
державшегося в них свинца.
Наиболее широкое распространение в стра-
нах Западной Европы получил метод вторичной
переработки старых аккумуляторов в шахтных
печах, которые в основном построены на фабри-
ках, выпускающих аккумуляторные батареи.
Для переработки в шахтных печах исполь-
зуют целые (неразобранные) аккумуляторные
батареи без электролита, которые смешивают с
отходами аккумуляторного производства и кок-
сом и загружают в шахтную печь. Полученный
после переплавки в шахтной печи свинцовый
сплав подвергается дополнительному рафинирова-
нию, если он предназначен для получения свин-
цового порошка (активных масс). Шлак, обра-
зующийся при переплавке аккумуляторов и свин-
цовых отходов, содержит еще до 15% свинца,
поэтому отправляется на металлургические пред-
приятия для более глубокой переработки (прил. 8,
У И 10).
ПРИЛОЖЕНИЯ ! «°<*Ы ДОзВОДКИ ПЛОТНОСТИ 1 л ЭЛЕКТРОЛИТА ДО 1,25—1,31 см1 КОНЦЕНТРИРОВАННЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ ПЛОТНОСТЬЮ 1,4 см3 И ВОДОЙ —
Имеющаяся плотность электролита, г/см3 Доводка до плотности
1,25 г/см3 1,27 г/см3
—Э + кэ + в —Э + КЭ +в
1,24 1,25 1,26 1,27 1,28 1,29 1,30 1,31 61 39 78 117 157 S 1 И 1 1 1 1 40 80 120 161 173 118 65 40 75 109 143 175 119 66 Прод 42 78 113 148 олжение
Имеющаяся плотность электролита, г см3 Доводка до плотности
1,29 г/см3 1,31 г/см3
—Э + кэ + в —Э + кэ + в
1,24 1,25 1,26 1,27 1,28 1,29 1,30 1,31 О бо з н а ч лить концентр в см3). 8* 252 215 177 122 63 36 72 е н и я: ированно 256 219 180 124 64 —Э — О1 го элект 37 76 обрать эолита. 290 246 198 143 79 • .ектролг 4-В — до 294 249 201 145 81 । 1та; ~ЬК лить ВОЛ Э —до- bi (все 227
, имгтРУКНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
ИАККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕИ
ЖУИЦ-563410-001 И
машинах в
установлен-
1. Введение
|.|. В инструкции изложи' "°Р^°рей₽И^екостью свыше
вых стартерных ЯКК^Я™Р условия транспортирования,
30 д.ч В рабочее «ктояни • ’ эксплуатации на авто-
SZ" Иа'&ах.УТа-рНахМИиВ ДРУт/х транспортных
СРеДНа?тХоищая инструкция не распространяется на необ
“^““"‘Хм^рные батареи должны отвечать требо
ваниям ГОСТ 959.0-84Е и соответствующих технических
условий на батарею конкретного типа.
Батареи могут эксплуатироваться в климатических ус-
ловиях в соответствии с ГОСТ 15150-69, но при температу-
ре окружающего воздуха от минус 40 °C (для батареи с
общей крышей от минус 50 °C) до плюс 60 °C, и на высоте над
уровнем моря до 4300 м. Рабочая температура электроли
должна быть не выше 50 °C.
Батареи должны эксплуатироваться на i
соответствии с согласованной применяемостью,
ной ГОСТ 2.124-85.
1.3. На батарею должна быть нанесена
содержащая:
1) товарный знак предприятия-изготовителя;
2)условное обозначение батареи;
знаки полярности: плюс «4-» и минус «—»;
дату изготовления (месяц, год);
номер технических условий на батарею конкретного
6) государственный Знак качества (для батарей высшей
категории качества);
7) номинальную емкость в ампер-часах на батареях с
общей крышкой;
8) номинальное напряжение в вольтах на батареях с
общей крышкой,
9) клеймо технического контроля;
10) максимальная масса батареи по техническим усло-
виям без электролита. J
228
маркировка,
3)
4)
5)
типа,
ЖУИЦ 563410 001 Из
1.4 В условном обозначении батареи, состоящем из обоз
начения типа и исполнения, цифры и буквы означают
1) 3 или 6 — количество последовательно соединенных
аккумуляторов, характеризующих ее нормальное напря
жение (6 или 12 В);
2) СТ — стартерная — назначение батареи по функци
ональному признаку,
3) цифры после букв — номинальную емкость при 20-ча
совом режиме разряда в А-ч.
После обозначения типа батареи указываются буквы, ха-
рактеризующие;
материал моноблока: Э — эбонит, Т — термопласт;
материал сепараторов: М — мипласт, Р — мипор;
исполнение батарей: А — с общей крышкой, Н — не-
сухозаряженная.
Пример условного обозначения батареи, состоящей из
6 аккумуляторов, стартерной, номинальной емкостью 50 А-ч
с общей крышкой — батарея 6СТ-50А.
1.5. Сведения о содержании цветных металлов в бата-
реях приведены в табл 6 ИЭ.
2. Указания мер безопасности
2 1 При проведении испытаний, обслуживания и эксп-
луатации батарей необходимо руководствоваться <Прави-
лами безопасности при эксплуатации электроустановок пот-
ребителей», утвержденными Госэнергонадзором от 12.04.69 г.
2 2. Заряд батарей производите в помещении, оборудо-
ванном приточно-вытяжной вентиляцией.
2.3. Во время заряда и обслуживания аккумуляторных
батарей запрещается курить и пользоваться открытым пла-
менем. „ -
24. Для приготовления электролита применяйте стой-
кую к действию серной кислоты посуду (керамическую, пласт-
массовую, эбонитовую, освинцованную), в которую заливай
те сначала воду, а затем при непрерывном перемешивании
СеРНВливать воду в концентрированную серную кислоту
запрещается во избежание несчастного случая
229
ЖУИЦ 563410 001 ИЭ
на TLZTkZ™ ватой пром^е пораженные места
Е"ьнойН струейКводГи затем 5%-ным раствором кальцнни
ПСрТраИ6ХММмИе?а«нческим инструментом не допус
кайте ^коротких замыканий одновременным прикосновением
К разнополярным выводам аккумулятора или батареи
2 8 Трещины мастики на батареях, находящихся в экс-
плуатации, должны устраняться только в аккумуляторных
цехах с соблюдением мер предосторожности против взрыва
3. Подготовка батарей к работе
3.1. Заливка батарей электролитом
3.1.1 Плотность заливаемого электролита (раствора
серной кислоты), указанная в табл 1 ИЭ, зависит от клима-
тического района, в котором эксплуатируется аккумулятор-
ная батарея.
3.1 2. Электролит для заливки батарей готовьте из сер-
ной кислоты (ГОСТ 667—73) и дистиллированной воды (ГОСТ
6709—72). Плотность электролита измеряйте ареометром ак-
кумуляторным (ГОСТ 18481—81Е).
3 13 Температура электролита, заливаемого в аккумуля
торы, должна быть не выше 30 °C, кроме случаев п. 3.1.8. Не
рекомендуется заливать батареи электролитом с температурой
ниже 15 (3.
3 14 Для получения электролита соответствующей плот-
ности руководствуйтесь табл. 2 ИЭ
3 15 Перед заливкой электролита аккумуляторную бата-
рею разгерметизируйте. Для этого в зависимости от конструк-
ции крышки удалите герметизирующие детали (пленку, выс-
тупы на пробках и др.) Заливку электролита ведите до тех
пор, пока зеркало электролита не коснется нижнего торца ту-
буса горловины, а при отсутствии тубуса заливку произво-
дите до уровня на 10—15 мм выше предохранительного щитка
230
ЖУИЦ .563410 001 ИЭ
Таблица 1ИЭ
Макроклиматические районы (ГОСТ 16350—80), средняя месячная температура воздуха в январе, °C Время 1 года Плотность электро лита, приведенная к 25 °C, г/см3
заливае- мого заряжен- ной бата- реи
Холодный: 1,28 1,30
очень холодный (от минус Круглый
50° до минус 30°) год 1,28
холодный (от минус 30° до минус 15°) То же 1,26
Умеренный: умеренный (от минус 15° » 1,24 1,26
до минус 8°) жаркий сухой (от минус » 1,21 1,23
15° до 4°) теплый влажный (от 0° » 1,21 1,23
до 4°)
Примечание. Допускаются отклонения плотности электро
ЛИТЛ от значений, приведенных в табл. 1, на ±0,01 г/см
Необходимое количество электролита для заливки ба-
тарей Указано в табл*3 ИЭ* и пюднее чем
2 ч „„еле
^^чемн^О.ОЗ г/см3 против
лита, то батареи могут быть сддны понизиУся gaiee чем на
Если же плотность элек р е но неустановлен-
0,03 г/см3, то такие бат^Ре”’ а ^„^есухозаряженные батареи
ные на транспортные средства и месухиэ и
зарядите согласно^^ е£ЧН^
ХиГЙ п’^=^Г&нтУа после 20 мн-
1
ЖУ ИЦ.563410.001 ИЭ
Таблица 2ИЭ
Требуемая плотность электролита при 25 С, г/см3 Количество воды и серной кислоты плотностью 1,83 г/см3 при температуре 25 °C для получения 1 л электролита
Воды, л Кислоты, л
1 21 0,849 0,211
1 23 0,829 0,231
1,24 0,819 0,242
1 26 0,800 0,263
1,28 0,781 0,285
1,30 0,761 0,306
1,40 0,650 0,423
Примечание. При замерах плотности электролита следует
иметь в виду, что при повышении температуры электролита
на 1 °C плотность электролита уменьшается на 0,0007 г/см , а при по-
нижении температуры электролита на 1 °C, наоборот, увеличивается
на 0,0007 г/см5. Исходной считается температура 25 °C.
пропитки при условии, что срок хранения баратеи не превыша-
ет одного года с момента изготовления и приведение в рабо-
чее состояние производится при температуре батареи и залива-
емого электролита не ниже 15 °C.
3.1.8. В особых случаях при необходимости срочного ввода
в эксплуатацию сухозаряженных батарей, с момента изготов-
ления которых прошло не более I года и хранившихся на мо-
мент приведения в действие при температуре до минус 30 °C,
допускается приведение их в рабочее состояние путем заливки
электролитом плотностью (1,27 ±0,01) г/см3 при температуре
(40±2) °C.
Приготовление электролита производите в два этапа:
первый этап — предварительно приготовьте электролит
плотностью 1,20—1,21 г/см3 при температуре до 15 °C (на 1 л
дистиллированной воды добавьте 0,24 л серной кислоты
плотностью 1,83 г/см3). Полученный электролит храните в
отапливаемом помещении;
232
Необходимое количество электролита для заполне- ния одной ба- тареи, л о: X X 0/ °°я °, 00 00 О О О О о ° ° TJ- Г- о СО СО со СО со LO 1О ю — — £ ~ 5е0 сч X Щ 0 О
Зарядный ток, А 1; °. о о Ю © io Ю О Ю © о о О * сч ~ ~ ‘Л О О? с" СО 00 О © X с “ СЧ СЧ ™ о “ X О 3
Разрядный ток, А 10-часо- вой режим аа <и о lO ©_ in in СЧ Л in О 00 00 - Ю О U5 © о Л СО -rf О СП ТС Tt i©~ I© 0©’ 0©" СО СП СЧ <©’ t'-~ Г-* =4
20-часо- вой режим г > i© i© i© l© с© 1© 1© 5 - in оо сч^ 1© и© о г- ь- 1© сч_ qo — i© i© * со Г-’ <О o' сч" Сч' СЧ~ СЧ~ СО~ СО СО 1©' <©' СП СП СП а.1Л З1"
Номинальная емкость при разряде, А ч 10-часо- вой режим g s 1©о 1© 1© СЧ 1© 1©О со 00 — >© О i© О О У 1Л rf ©О) Т4 Tt rt' Ю ШЧС Ф СО © CI (О N S ' в —' —• — ' еч о> о. X л
20-часо- вой режим А я S c©i©i©i©i©<ooi©oi©i©o S 2 2 х 5 g й Й 1© L©o ь- г-СП О СО оо СП 2 0.3 — — сч сч ““ ' С “ •X ь о Л — п е;
Номи- нальное ( напряже- ние, В Г ЮОС©<©^(МСЧО)01СЧ^СЧСЧСЧ^СЧСЧ S.6 эт X ———-— = сч X
Условное тбозначе- 1ие по СТ СЭВ 166—75 пТ о> сч сч сч сч со — —< со сч СОСО ® со со^^.^ XlXCjElCl^ я с с
Тип батарей < ь ф о ж х х 2 < 1© СЧ СЧ О Ф 0.0 ,-2-©4СЧ’Т1©'©^ <7 2 . . • • • 3
ЖУИЦ 563410.001 ИЭ
rs -,т”"
=SbS3S
электролита плотностью I М-1.21/ЛМ лопав
ной кислоты плотностью 1,83 г/см ) Л тщательно
Залитые электролитом по п 318 батареи тщ гели
постоите и после I ч выдержки установите на машину
^Если срок хранения батарей был более 1 года, то проке
дите работу согласно п 3 1 6
3 1 9 После возвращения машины с линии рекомендуе
ся батареи, приведенные в рабочее состояние по нп 3 1 7, 3 1 8
полностью зарядить и откорректировать плотность электрод и
та в соответствии с п. 3 2 6
3.2. Заряд батарей
3 2 1. Зарядное устройство должно соответствовать номи-
нальному напряжению батареи
Присоедините положительный полюсный вывод заряд-
ного устройства к положительному выводу батареи, а отрица
тельный — к отрицательному
3.2 2. Включите батареи на заряд, если температура
электролита в них не выше 35 °C.
32 3 Ток заряда должен соответствовать данным
табл 3 ИЭ При достижении напряжения не менее 2,4 В на
каждом аккумуляторе (для батарей с общей крышкой — 7,2 В
для 6 вольт ной и 14,4 В — для 12 вольтной) зарядный ток
уменьшите на 50% от первоначального и доведите бата
реи до состояния полного заряда.
32 4 Заряд батарей ведите до тех пор, пока не насту-
пит обильное газовыделение во всех аккумуляторах батареи,
а напряжение и плотность электролита останутся постояв
нымив течение 2 ч Напряжение на выводах батареи контро-
лируйте вольтметром ГОСТ 8711—78 класса точности 1 0 со
шкалой на 3 В с ценой деления 0,02 В для батарей с общей
крышкой - вольтметром со шкалой на 30 В с ценой деления
и,2 о
3 2 5 Во время заряда периодически проверяйте темпе-
ратуру электролита и следите за тем, чтобы она не поднима-
234
ЖУ И и.563410.001 ИЭ
лась выще 45 °C В случае, если температура окажется выше
упомянутых значений, следует уменьшить зарядный ток
наполовину или прервать заряд на время, необходимое для
снижения температуры до 30—35 °C.
12 6 В конце заряда, если плотность электролита,
зам< репная с учетом температурной поправки по табл. 2 ИЭ,
будет отличаться от нормы, указанной в табл. 1, произведите
корректировку плотности электролита доливкой дистиллиро-
ванной воды в случаях, когда плотность выше нормы, и до-
ливкой электролита плотностью 1,40 г/см3, когда она ниже
нормы
После корректировки продолжите заряд для полного
перемешивания электролита, затем отключите батареи и че-
рез 30 мин произведите замер его уровня во всех аккумуля-
торах
Если уровень электролита окажется ниже нормы по п. о. 1 .о,
в аккумулятор добавьте электролит такой же плотности,
какая указана в табл 1, при уровне электролита выше нормы
отберите избыток электролита резиновой грушей. После заряда
батареи сдайте в эксплуатацию
4. Правила хранения не залитых электролитом
батарей
4 1 Новые, не залитые электролитом
в один ярус выводами вверх. Г р► Д ния прямых
чей свободный доступ к ним и защита от поп д
солнечных лучей. „плЛки на батареях должны
При постановке на хранднн^пробки наб
быть плотно ввинчены, герметиз Ру
ТУ"Ы4Н2а &Vh₽hL
™ “ обпХееЯния ™
трическим паяльником 235
ЖУИЦ 563410 001 из
5. Эксплуатация аккумуляторных батаре
5.1. Контроль зарядного режима
R 1 1 Пои эксплуатации автомобилей, тракторов и
5 ‘ 1 PLXuk спедств необходимо контролировать
зарядныГрежн^аккумуляторных батарей, чтобы не Допустить
излишнего перезаряда нлн недозаряда, с™Р^^ен^0
их службы При техническом обслуживании № 2 (Положение
техническом обслуживании и ремонте подвижного состава ав-
томобильного транспорта) производите проверку реле регу
лятора. При эксплуатации величина зарядного напряжения
должна соответствовать значению, указанному в техническом
описании и инструкции по эксплуатации соответствующего ав-
томобиля или трактора.
5 1.2. Бесконтактные регуляторы РР-350, PP-35UA,
РР-132, РР-256, 11.3702, 13.3702, ЯН2В не регулируются в
эксплуатации. При нарушении нормальной работы они под-
лежат замене.
5.1.3. Подрегулировка в эксплуатации реле-регуляторов,
имеющих переключатель сезонной регулировки «зима—лето»
(РР-315, РР-315В, РР-315Д, типа Я120, Я112Б и др.), должна
производиться прежде всего путем соответствующего изме-
нения положения переключателя «зима — лето».
5 1 4. Подрегулировка реле-регулятора производится в том
случае, если напряжение выходит за пределы, указанные в
инструкции по эксплуатации автомобиля или трактора, а в
конструкции реле-регулятора предусмотрена эксплуатационная
регулировка
Максимальное значение напряжения не должно быть
более 15,5 и 31,0 В соответственно для 12- и 24-вольтовых
систем электрооборудования.
5 I 5 При проверке и подрегулировке реле-регуляторов
необходимо пользоваться вольтметром класса точности не
ниже 1,0 (ГОСТ 8711—78).
5.1 6 Достаточность установленной величины напряже-
ния для подзаряда батарей (при исправном электрообору-
довании) при соответствующих условиях эксплуатации конт-
ролируется измерением плотности электролита, величина кото-
рой должна поддерживаться близкой к установленной
табл 1 ИЭ для даного климатического района
236
ЖУИЦ.563410 001 ИЭ
5.2. Техническое обслуживание
5 2 1. Не реже 1 раза в две недели:
1) проверьте надежность крепления батареи в гнезде и
плотность контакта наконечников проводов с выводами ба-
тареи. Наконечники проводов после их монтажа на полюс-
ные выводы смажьте техническим вазелином водостойким
ВТВ-1 (ТУ 38.101180-76) или ВТВ-1 (ТУ 6-15-954-80). Разре-
шается применять Литол-24 (ГОСТ 21150—87), солидол«С»
(ГОСТ 4366—76), а в случае отсутствия указанных смазоч-
ных материалов — любую автомобильную консистентную
смазку;
2) при необходимости очистите батарею от пыли и грязи
Электролит, попавший на поверхность батареи, вытрите чис-
той ветошью, смоченной в растворе аммиака или кальцини-
рованной соды (10%);
3) при необходимости прочистите вентиляционные от-
верстия;
1) проверьте уровень электролита во всех аккумуля-
торах и при необходимости долейте дистиллированную во-
ду до уровня, указанного в п. 3.1.5. В холодное время года
во избежание замерзания воду заливайте непосредственно
перед запуском двигателя для быстрого перемешивания
ее с электролитом. Температура замерзания электролита приве-
дена в прил. 4 (книги).
5.2.2. Не реже 1 раза в квартал, а также при участив-
шихся случаях ненадежного пуска двигателя проверьте сте-
пень заряженности батареи по плотности электролита, одно-
временно замеряя его температуру, чтобы учесть температур-
ную поправку, указанную в табл. 2 ИЭ. После определения
плотности электролита в аккумуляторной батарее следует
с учетом исходной плотности электролита полностью заря-
женной батареи, взятой для данного климатического района
по табл. 1 ИЭ, установить степень ее разряженности по
табл. 4ИЭ.
5 2.3. Доливать электролит в аккумуляторы батареи зап-
рещается, за исключением тех случаев, когда точно известно,
что понижение уровня электрикга произошло за счет его
выплескивания. При этом плотность заливаемого электролита
должна быть такой же, какую имел электролит в аккумуляторе
до выплескивания
237
ЖУИЦ-563410.001 ИЭ
Таблица
4ИЭ Плотность электролита, приведенная
к температуре 25 °C, г/см
Полностью заряженная батарея Батарея разряженная
на 25% на 50%
1 30 1,26 1,22
1 28 1,24 1,20
1,26 1,22 1,18
1,23 1,19 1,15
Примечание Батарею, разряженную более чем на 25% зимой
н более чем на 50% летом, снимите с эксплуатации и поставьте
на заряд согласно п 3.2
5.2.4. Пуск стартера производите короткими включения-
ми, но не более чем на 15 с Езда при помощи стартера не до-
пускается.
5.2.5. При длительных, свыше одного месяца перерывах
в эксплуатации транспортного средства аккумуляторные ба-
тареи подзарядите согласно п. 3.2.
5.2.6. Батареи, временно снятые с машин после неболь-
шого периода работы, полностью зарядите и доведите плот-
ность электролита до нормы, соответствующей данному клима-
тическому району.
Такие батареи по возможности установите в помещении
при температуре не выше 0 °C. Минимальная температура по-
мещения должна быть не ниже минус 30 °C.
В дальнейшем временное пребывание батарей в таком
состоянии считать периодом «бездействия:».
Установку батарей производите в один ярус. При этом
должен быть обеспечен свободный доступ к ним.
Если батареи в период «бездействия» будут находиться
при положительных температурах, то ежемесячно произво-
дите их подзаряд. 1
При отрицательных температурах следует ограничиться
ежемесячной проверкой плотности электролита и подзаоя-
жать их только в тех случаях, когда установлено падение
238
ЖУИ Ц 563410 001 ИЭ
плотности электролита более чем на 0,04 г/см3 В таком гпг
тоянии батареи могут находиться; при отрицательны
пературах не более 1,5 лет, а при положительных не бХ
' ег о nP^ej,ax гарантийного срока эксплуатации
э.2 7. Ьатареи, снятые с автомобилей после длительной
эксплуатации (после гарантийной наработки), следует после
заряда по п. 3 2 и доводки плотности электролита до нормы
соответствующей данному климатическому району, подверг-
нуть тренировочному разряду 10-часового режима, соглас-
но табл 3 ИЭ, для определения их технического состояния
Тренировочный разряд проводите при температуре
электролита 18—27 °C Постоянство тока должно соблюдаться
в течение всего разряда, который заканчивается в момент
снижения напряжения до 1,7 В на одном из аккумулято-
ров батареи.
При включении на разряд и далее через 2 ч производят
замер общего напряжения всех аккумуляторов и темпер -
туры электролита в среднем аккумуляторе батареи. При
снижении напряжения на одном из аккумуляторов до 1,85 В
замер напряжения производите через каждые 15 мин, а при
снижении напряжения до 1,75 В его контролируйте непрерыв-
но, чтобы уловить конец разряда. Как только на указанном
аккумуляторе напряжение упадет до 1,7 В, немедленно
произведите замер напряжения всех аккумуляторов и бата
рею отключите
Разряд батарей с общей крышкой ведите до конечного
напряжения на выводах 5,1 В у 6-вольтовых и 10,2 В у 12-вол ь-
товых батарей. Если при этом длительность разряда бата-
рей окажется менее указанной в табл. 5 ИЭ, то ставить их
на длительный период «бездействия» не рекомендуется.
Таблица 5 ИЭ
Плотность электролита заряжен
ной батареи, приведенная к 25 С,
г/смл
Продолжительность разряда
10 часовым режимом должна
быть не менее, ч
1,28
1,26
1,24
7,5
6,5
5,5
239
ЖУИЦ 563410.001 ИЭ
6. Транспортирование
< «пой п том числе залитых электр
Транспортирование батареи, > т а g ых транс
литом, производят всеми в действующими на каж
д^виде^анспорта правилами, утвержденными в уставов
лениом порядке
7. Гарантии изготовителя
7.1 Спок хранения не залитых электролитом батарей
устанавливается 3 года, а батарей 6СТ-190, 6СТ-190А и бата-
рей основного заказчика —5 лет с момента изготовления
Сухозаряженность батарей гарантируется в течение 1
года с момента изготовления.
7 2 При соблюдении настоящей инструкции и исправ-
ности электрооборудования завод-изготовитель гарантирует
нормальную работу аккумуляторных батарей в течение
18 мес со дня ввода батарей в эксплуатацию Гарантийная
наработка —60 тыс. км пробега или 2500 моточасов в преде-
лах гарантийного срока эксплуатации.
Для батарей 6СТ-75А —24 мес при наработке не более
3000 моточасов или 18 мес при наработке не более 60 тыс км
пробега в пределах гарантийного срока эксплуатации.
7 3 Для аккумуляторных батарей основного заказчика
гарантийный срок эксплуатации равен минимальному сроку
службы и установлен 36 мес при наработке транспортного
средства в пределах этого срока не более 9 тыс. км пробега,
и 24 мес — при наработке не более 90 тыс. км, или 3000 мо-
точасов.
7 4 Реализация батарей для рыночного фонда произ-
водится с обязательным приложением гарантийного талона
Гарантийный срок службы батарей, поставляемых
через розничную торговую сеть с автомобилем или отдельно
исчисляется со дня продажи с отметкой в гарантийном
талоне
240
ЖУИЦ 563410001 ИЭ
8. Порядок предъявления рекламаций
екламации направляйте в адрес завода-изготови-
теля в течение гарантийного срока службы. При направлении
рекламации указывайте тип батарей и дату изготовления
8.2 Рекламации не принимаются, если:
1) батареи эксплуатировались с нарушением настоящей
инструкции;
2) имели механические повреждения или подвергались
вскрытию;
3) при отсутствии гарантийного талона.
Масса свинца и свинцовых сплавов (класс АЛ,
группа II по ГОСТ 1639—78), подлежащих сдаче
в виде лома при полном износе и списании
батареи, кг:
6СТ-45 . . 10,1 6СТ-105 . . . . 20,6
6СТ-50 .... . . н,о 6СТ-132 . . . . 27,0
6СТ 50А . . . . . . 10,3 6СТ-182 . . . 38,0
6СТ55 . . 11,7 6CT-I90 . . . . . 40,5
6СТ60 . . . . . . 12,8 6СТ-190А . . . . 34,8
6СТ 75ЭМ . . . . 15,1 ЗСТ-150 . . • 14,5
6СТ 75ТМ . . . . 14,7 ЗСТ-155 . . . - 15,7
6СТ 75А ... . . 14,6 ЗСТ-215 . . . - 21,1
6СТ 90 ... • . . 18,1 ЗСТ-215А . . - 18,4
Примечание Возможность демонтажа деталей и узлов
при списании батареи отсутствует
3. ТОВАРНЫЕ ЗНАКИ АККУМУЛЯТОРНЫХ ЗАВОДОВ
кэ Предприятие Вид товарного знака Батареи 6В Батареи 12 В
Подольский аккумуля- торный завод ~ ЗМТ-8, ЗСТ-150; ЗСТ-155; ЗСТ-215, 3GT-215A 6СТ-50; 6СТ-50А, 6СТ-55; 6СТ-75, 6СТ-75А, 6СТ- I90TM, 6СТ-190ТРН
Завод «Аккумулятор» (г. Курск) А — 6МТС-9, 6СТ-60, 6СТ-75, 6СТ-90 6СТ-182, 6СТ- 190ТМ, 6СТ-190А
Тюменский аккумуля- торный завод ЗСТ-155 6СТ-55; 6СТ-55АЗ, 6СТ- 90, 6СТ-132
Саратовский завод свинцовых аккумуля- торов ЗМТ-6; ЗМТР-10, ЗМТ-12 6МТС-9, 6СТ-55
Электротехнический
завод (г. Комсомольск-
на-Амуре)
ЗМТ-14А;
ЗСТ-215А
6СТ-75, 6СТ-132; 6СТ-
110А
Завод «Востсибэле-
мент» (г. Свирск)**
6СТ-60; 6СТ-75; 6СТ-132;
6СТ-182
Талды-Курганский ак-
кумуляторный завод
ЗМТ-8; ЗСТ-215А
6СТ-50А; 6СТ-75, 6СТ-90;
6СТ-132; 6СТ-190А
ьз Батареи МТ. МТР, МТС-для мототехники
два верхних знака завода сейчас аннулированы
12-ВОЛЬ ТОВЬ
Материал
моноблока
(УМУЛЯТОР__—
Габаритные |
размеры, мм
Ши^Тв^'
сота
и
о*
Страна, фирма
Тип
батареи
Конструктивные
особенности
батареи
Номи-1
наль- I
ная '
I ем-
I кость,
А-ч
Дли-
на
рина
Масса
бата- '
I реи с
1элект-
I роли-
ком, к
Число
элект-
i родов
U блок'
Испания, «ТюД°Р*
Турция, «Мутлу»
СФРЮ, «Трепча»
НРБ, «Толбухин»
Индия, «Митко»
Турция, «Мутлу»
Индия, «Бхарат»
6БМР5/4С об^й крыш-
1КОИ
__ \То же
50Z
Индия, «Ума» 1
Индия, «Стандарт»!
KWP \6«А_90
СФРЮ, «Злетово» I
ьэ I
СФРЮ, «Злетово» |
»
»
»
»
Крышки
дельные
1То же
I »
раз-
55
55
С обшей крыш-
кой
То же ______
242
175
190
16,5
5/6
Пластмасса
257
252
134
171
55 1 262 1 60 I 265 1 60 1 260 60 297 175 1 171 178 165
226 I
215
215
224
1 205
211
15,3
15,6
17,5
24,6
6/6
5/6
5/6
5/6
6/5
5/4
»
»
»
»
Эбонит
60 60 1 60 ’ 90 135 314 1 313 1 1 283 1 418 1 1 524 174 169 182 178 1 183 230 1 228 235 229 234 25,5 1 24,6 24,5 34,5 I 41,9
190 1 524 238 238 60,1
14/15
4/5
4/5
5/5
6/7
9/Ю
»
»
»
Пластмасса
»
uincnua ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ НА АВТОМОБИЛЯХ В КОМПЛЕКТЕ g 6. ОСНОВНЫЕ ИЗДЕЛИЯ эл|“ТдреЯМИ различных ТИПОВ
Основная модель автомобиля Тип генератора Макси- мальный ток гене- ратора, А Тип регуля- 1 тора напря- жения Тределы регулирования напряжения при (±25±Ь1О)°С В
Тип батареи
6СТ-55ЭМ 6СТ-55АЗ 6СТ-60ЭМ ВАЗ-2101 АЗЛК-2141 Г ГАЗ-24-10 | ГАЗ-3102 Г221А 58.3701 Г250-Н2 16.3701 42 60 40 65 121.3702 ЯН2-А 201.3702 13.3702 13,90—14,30 14,10—14,50 13,70—14,60 13,80—14,50
6СТ-75ЭМ 6СТ-90ЭМ 6СТ-132ЭМ ГАЗ-53-12 ЗИЛ-130 БелАЗ Г250-Г1 Г250-И1 Г263-А 40 40 150 22.3702 201.3702 РР-363 13,90—14,80 13,70—14,60 26,0—28,50
6СТ-190ТМ КамАЗ-5320 Г272-А 30 РР-356 27,60—29,20
6СТ-190А КамАЗ (кроме 5320) Г273-А 28 Я 120-М* 27,2 ±0,3 (лето), 29,5±0,5 (зима)
♦ Регулятор напряжения встроен в генератор
7. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 12-ВОЛЬТОВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ
Тип регулятора Пределы 1 регулируе- к- мого напря- жения. при (4-25 10) °с, в 1 Основное применение Завод- изготовитель Технические условия на регулятор
Генератор Транспортное средство
РР-24-Г2 13,8—14,8 Г12, Г108 ЗИЛ-157К, -164, КЗАМЭ 37.003.246—77
Москвич-408 (Калуга)
РР-ЗЮ-В РР-330 13,8—14,8 13,5—14,5 Г502-А Г424 ЗАЗ- ЛуАЗ Мотоциклы МТ-10, 37.003.158—78 37.003.474—79
Р Р-362 13,8—14,6 Г250 М-67 ГАЗ-52, -53, -12 ЛАЗ-695Б, ЛиАЗ- » 37.003.262—72
РР-362-А 13,3—14,1 1Г250-Ж1 677М, Москвич-412, 1-2140, ИЖ-2125 37.003.255—72 37.003.1136—83
РР-362-А 13,9—14,6 Г250-П2 ЗИЛ-131, Урал- АТЭ-1
375 (Москва) 37.003.263—77
РР-350 13,8—14,5 Г250 ГАЗ-24, УАЗ-469, РАФ-2203 КЗАМЭ
37.003.263 -77
РР-350-А 14,0—14,7 Г250 ЗИЛ-130, ГАЗ-66 ЗИЛ-131
37.003.1145—83
111.3702 28,4 ±0,8 1Г288 КрАЗ-250, -260, Урал-4320, КАЗ- АТЭ-1
* 22 3702 13,9—14,8 1Г250 4540 ГАЗ-53-12 КЗАМЭ 37 003.1226—84
8. СВИНЕЦ: МАРКИ, ХИМИЧЕСКИЙ СО™B 1%»)
И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ (ПО ГОСТ 3778 7 J
Обозна- чение марок Массовая доля примесей, не более
Свинец, не менее Серебро Медь Цинк Висмут Мышьяк
СО 99,992 з-ю4 5-Ю-4 0,001 0,004 5-Ю-4
С1 99,985 0,001 0,001 0,001 0,006 0,001
С2 99,95 0,0015 0,001 0,001 0,03 0,002
Продолжение
Обозна- чение марок Массовая доля примесей, не более
Олово Сурьма Железо Магний, кальций, и натрий Всего нор- мируемых примесей
СО 5-Ю’4 5-10~4 0,001 0,002 0,008
С1 0,001 0,001 0,001 0,003 0,015
С2 0,002 0,005 0,002 0,015 0,05
Примечания. Массовая доля суммы примесей Mg Na
и Са должна быть не более 0,002 % для марки СО; 0,003 %
для маРки С1; 0,015 % для марки С2.
или
или
И Са должна быть не более 0,002 % для марки СО; 0,003 %
2. Свинец изготовляют в виде чушек с плоским основанием
К)ВкТ Чушек взаимозамыкаемой формы массой 30—40 кг
248
9. СУРЬМА: МАРКИ, ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ 1%1
И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ГОСТ (1089—82)
Обозна- чение марок Массовая доля примесей, не более
Сурьма, не менее Свинец Мышьяк Железо Сера Олово Цинк Висмут Золото
СуО 99,6 0,2 0,02 0,02 0,05 0,02 0,005 0,005 8-Ю-4
Cyl 99,4 0,1 0,1 0,1 0,1 0,08 — — —
Су2 98,8 0,6 0,2 0,1 0,1 0,1 0,01 0,01 0,001
Примечание. 1. Сурьму марок СуО, Су2 изготовляют
в виде чушек массой 15—25 кг.
2 В сурьме марки СуО для изготовления сплавов, приме
няемых в специальных аккумуляторах, содержание золота
не должно превышать 2-10~4 %.
3. Для изготовления сплавов на свинцовой основе в сурьме
марок Cyl и Су2 допускается увеличение массовой доли
свинца, олова и мышьяка за счет уменьшения массовой доли
У₽ 4 Сурьма марки Cyl изготовляется электролитным спо-
собом производства. . г 9
5. На поверхности чушек сурьмы марок СуО, Cyl и cjz
допускается пористость и инородные включения размером не
более 4 мм. ______________________________________________
249
10. СВИНЦОВО-СУРЬМЯНИСТЫЕСОСТАВ (%| КАТЕГОРИИ КАЧЕСТВА: МАРКИгост 1292-811 И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ [ПУ iw
Обозначение t по ГОСТ 1292-81 иарок сплавов по стандарту СЭВ 1256—78 О< Сурьма шовные ком по Мышьяк ненты Свинец
УС ССуА PbSb5AS PbSb7 5,0—6,0 2,0—7,0 0,08—0,20 Остальное
П родолжение
Обозначение марок сплавов Массовая доля примесей, не более
по ГОСТ 1292—81 По стандарту СЭВ 1256—78 Медь Мышьяк о CD О е; о Висмут Цинк Железо Всего
УС ССуА PbSb5AS PbSb7 0,06 0,20 0,05 0,01 0,01 0,03 0,03 0,001 0,001 0,005 0,005 0,15 0,30
Примечания. 1. В сплаве марки PbSb7, применяемом
для изготовления изделий общего назначения, допускается
массовая доля нижнего предела сурьмы менее 2,0 %; примесей
не более: цинка — 0,03 %, висмута — 0,05 %, железа —
0»01 %. массовая доля олова не ограничивается.
2. В свинцово-сурьмянистых сплавах, предназначенных
для производства аккумуляторов, массовая доля серебра не
должна быть более 0,02 %, натрия — не более 0,0013 %,
магния — не более 0,002 %, никеля — не более 0,001 %.
3. В свинцово-сурьмянистых сплавах марок УС и ССуА
в качестве основного компонента допускается олово, содержа-
ние которого устанавливается по согласованию изготовителя
с потребителем.
250
11. СЕПАРАТОР «МИПЛАСТ» (ТУ-6-05-1185—75)
Показатель Сорт 1ормы для сепаратора типа А группы 4
Внешний вид Высший и Ребристые микропорис-
первый тые листы
Цвет То же От светлорозового до светлокоричневого
Основные размеры (по номиналу), мм 0,65
толщина листа
толщина листа с ребром 1•1
длина листа Менее 500
Разрушающее напряжение Высший 40
при растяжении, кге/см2, не Первый
менее Электросопротивление эк- Высший 0,45 0,50
Бивалентного слоя, см, не Первый
более Максимальны»?диаметр пор, Высший’и 33
мкм, не более первый
Эластичность (отсутствие Высший 30 45
трещин при изгибе по дуге валика диаметром), мм, не Первый
более
Содержание примесей, из-
влекаемых серной кислотой: хлорид-ион, %, не более Высший и первый 0,002 0,002 0,004
железо, %, не более Высший Первый
вещества, восстанавли- вающие марганцово- кислый калий, по изме- нению окраски при до-
бавлении- 20 мл 0 01 н. раство- Высший и Сохранение окраски
ра 25 мл 0,01 н. раствора первый 1,5 2,0 Нейтральная
Влажность, %, не более Реакция водной вытяжки Высший Первый Высший и первый
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Блок-сополимер в производстве аккумуляторных мо-
ноблоков/А А. Селиванова, 3. Г. Груздева. С. В Лапшина,
М 3 Малахова, Г. М. Бучкина, Г Ф Городницына
фельд//Электротехн пром-сть Сер. Хим. и физ источники
тока —1984— вып. 5, с. 18 19
2. Болотовский В. И., Вайсгант 3. И. Эксплуатация,
обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов Л.: Энер-
гоатомиздат (Ленинградское отделение), 1988—208 с.
3. Вайнел Д. Аккумуляторные батареи—М.-.Т: Энерго-
издат, 1960. 480 с.
4. ГОСТ 959.0—84Е Батареи аккумуляторные свинцовые
стартерные емкостью свыше 30 А-ч. Общие технические ус-
ловия.
5. Дасоян М. А., Агуф И. А Современная теория свин-
цового аккумулятора.—Л.: Энергия, 1975.-312 с.
6. Дасоян М А., Аранчук Е. С., Тютрюмов О. С., Би-
рюк К. И. Эксплуатация и ремонт стартерных аккумулятор-
ных батарей.—М.: Транспорт, 1977.—152 с.
7. ЖУИЦ. 563.410.001 ИЭ. Батареи аккумуляторные
свинцовые стартерные емкостью свыше 30 А-ч: Инструкция
по эксплуатации.
8. ЖУИЦ. 563.410.003 ИЭ. Батареи аккумуляторные
свинцовые стартерные необслуживаемые: Инструкция по
эксплуатации.
9. Козлов В. Е., Квайт С. М., Чижков Ю. П. Особенности
эксплуатации автотракторных двигателей зимой,—Л • Колос
1977 —159 с.
10 Руководство по техническому обслуживанию и ре-
монту кислотных стартерных аккумуляторных батарей/Мин-
автотранс РСФСР, 1974.
И.Хрюкин Н. С. Вентиляция и отопление аккумулятор-
ных помещений.—М.: Энергия, 1979.—119 с.
252
ОГЛАВЛЕНИЕ
От авторов.......................................... g
Стартерные аккумуляторные батареи вчера, сегодня
завтра......... .................... ’ 4
Глава 1. Устройство и характеристики свинцовых ак-
кумуляторных батарей .......................... Ю
1.1. ребования, предъявляемые к стартерным
аккумуляторным батареям. Маркировка ба-
тарей .............................. . ю
1.2. Электрохимические процессы в свинцовых
аккумуляторах............................... 17
1.3. Устройство аккумуляторов и батарей 23
1.3.1. Батареи с отдельными крышками . . 23
1.3 2. Батареи в пластмассовых моноблоках
1.3 3 Перспективы создания и освоения производ-
ства прогрессивных типов аккумуляторных
батарей................................. 47
1.4. Электрические характеристики аккумулятор-
ных батарей........................... - 48
1.4.1. Электродвижущая сила............
1.4.2. Внутреннее сопротивление..........
1.4.3. Напряжение при заряде и разряде
' 1.4.4. Емкость аккумулятора...............
1.4.5. Энергия и мощность аккумулятора . •
1.4.6. Разрядная вольт-амперная характеристика
аккумуляторной батареи....................... 74
1.4.7. Сила тока холодной прокрутки . .
1.4.8. Саморазряд . . ............
Глава 2. Подготовка аккумуляторных батарей к экс-
плуатации
2.1. Транспортировка аккумуляторных батарей
2.2. Хранение аккумуляторных батарей в сухом
виде и залитых электролитом
253
2 3. Приведение аккумуляторных батарей в ра-
бочее состояние - •
2 4 Методы заряда аккумуляторных батареи
2 4 1 Заряд при постоянстве тока
2 4 2 Заряд при постоянстве напряжения
2,5, Разряд и его разновидности
26 Контрольные разряды батарей
лава 3 Эксплуатация и ремонт аккумуляторных
батарей
3 1 Условия и режимы работы аккумуляторных
батарей ...
3 1 1 Размещение батарей на автомобилях
3 1 2 Температурные условия работы батарей
3.1 3 Влияние условий и режима работы аккуму
ляторной батареи на ее состояние
3 1 4. Условия расчета баланса электроэнергии
батареи на автомобиле.......................
3.1 5. Порядок проведения расчета
3.2 Обслуживание батарей в процессе эксплу-
атации . ... .....
3.3 Заряд батареи на автомобиле...........
3 4 Эксплуатация батарей при низких темпе-
ратурах .......................
3.5 . Эксплуатация батарей при высоких темпе-
ратурах ...
3.6 Особенности эксплуатации необслуживае-
мых аккумуляторных батарей
3 7 Неисправности аккумуляторных батарей
3 7.1. Коррозия токоотводов положительных
электродов
3.7.2 Деструкция и оплывание активной массы
положительных электродов
37 3 Прорастание сепараторов и замыкание
электродов
3 7 4 Необратимая сульфатация
3 7 5 Саморазряд .
3 8 Ремонт стартерных аккумуляторных бата
реи
Глава 4 Аккумуляторный цех на автотранспортном
предприятии
4 1 Посты аккумуляторного цеха
107
118
119
126
128
137
140
140
142
146
151
154
157
160
169
174
185
188
193
194
196
197
199
200
201
209
210
4 2 Технологический процесс .............
4 3 Учет работы аккумуляторных батарей
4 4 Основные требования к помещениям акку-
муляторных цехов автопредприятий
4 5 Техника безопасности и оказание первой по-
мощи .......................
(лава 5 Свинцовые стартерные аккумуляторные
батареи за рубежом.........................
При » жжения
I Нормы доводки плотности электролита . . . .
2 Инструкция по эксплуатации аккумуляторных бата-
рей ЖУИЦЛэ3410 001 ИЭ............................
3 Товарные знаки аккумуляторных заводов . . .
4 Номограмма приведения плотности электролита ак-
кумуляторных батарей по температуре . . . .
5 Основные характеристики импортных 12-вольтовых
аккумуляторных батарей ..........................
6 Основные изделия электрооборудования на автомоби-
лях в комплекте с батареями различных типов .. . .
7 Технические показатели 12 вольтовых регуляторов
напряжения ........................
8 . Свинец марки, химический состав и технические тре-
9 Сурьма марки, химический состав и технические тре-
бования ...............
10 Свинцово сурьмянистые сплавы высшей категории
качества: марки, химический состав и технические
требования ......................................
II сепаратор «Мипласт»
Список литературы
212
214
215
218
221
227
228
242
244
245
246
247
248
249
250
251
252
Производственное издание
\ДАСОЯН МАРТИН ^ВЕТИС^Цч]
КУ РЭУ КО В НИКОЛ АИ\ИВ*НЪВИЧ,
ТЮТРЮМОВ ОЛЕГ СЕРГЕЕВИЧ,
ЯГНЯТИНСКИЙ ВЛАДИМИРГМАТВЕЕВИЧ
СТАРТЕРНЫЕ АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
Устройство, эксплуатация и ремонт
Обложка художника Ю. Н. Егорова
Технический редактор Л. Г. Дягилева
Корректор-вычитчик С. М. Лобова
Корректор Н. А. Хасянова
ИБ № 4513
Сдано в набор 03.05.90. Подписано в печать 15.11.90.
Формат 70ХЮ0’/з2 Бум. офс. № 2. Гарнитура
лих&оатурная. Офсетная печать. Усл. печ. л. 10,4.
Усл.крг-отт. 21,04. Уч.-изд. л. 9,6. Тираж 50 000 экз.
Ч3*каз 296 Цена 1 р.ЗОк. Изд.№ 1-3-1/14-6 № 4574
Ордена «Знака Почета»
издательство «ТРАНСПОРТ» 103064, Москва,
Басманный туп., 6а
Московская типография № 4 Госкомпечати СССР
129041, Москва, Б. Переяславская, 46.
₽ 50к СТАРТЕРНЫЕ
АККУМУЛЯТОРНЫЕ
БАТАРЕИ
Аккумуляторная ба арея
— одно из важнейших устройств,
от которых зависит надежность
системы пуска автомобильного двигателя.
Чтоб . батарея служила долго
и безотказно, необходимо
своевременно и качественно
ее обслуживать, а при необходимости
и возможности — ремонтировать.
В книге освещен практически
весь комплекс вопросов,
с которыми автомобилисты
сталкиваются на практике.
Приведены теоретические основы
з.тектрохимических процессов в аккумуляторе,
а также разнообразные характеристики
отечественных и импортных
аккумуляторных батарей.