Федеральное агентство по образованию

Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Электрооборудование автомобилей и электромеханика»

Лабораторная работа №1

Исследование аккумуляторной батареи

Методические указания

г.Тольятти

2013

Цель работы:

1. Изучить эксплуатационные и технические требования к стартерным АКБ, проанализировать особенности их применения в различных условиях и конструктивные способы повышения надежности

2. Используя демонстрационную батарею, изучить практически ее устройство, идентифицировать указанные на рисунках элементы и сформулировать назначение каждого из них.

3. Научиться расшифровывать обозначение батареи.

Используемое лабораторное оборудование:

1. Демонстрационная АКБ (с разрезом на корпусе).

2. Плакаты с рисунками по теме.

Перед началом работы проводится инструктаж по технике безопасности под роспись в журнале. Основные правила ТБ приведены п приложении.

Программа работы:

1. Изучить краткие теоретические сведения.

2. Идентифицировать на демонстрационной батарее ее составные части и определить их конструктивные особенности.

3. Сформулировать назначение элементов АКБ, показанных на рисунках.

4. Подготовить отчет согласно приведенных ниже требований.

5. Подготовиться к защите работы в форме собеседования с преподавателем.

Содержание отчета:

Отчет готовится группой студентов (при желании возможно каждым) в форме брошюры из листов формата А4. Рисунки по конструкции АКБ выдаются преподавателем.

Отчет должен содержать:

1. Титульный лист.

2. Цель и программу работы.

3. Краткое описание назначения и особенностей применения составных частей АКБ.

4. Библиографический список использованной дополнительной литературы (если использовалась)

Работа подписывается всеми членами группы.

Краткие теоретические сведения

Аккумулятор для легкового автомобиля (грузовика или автобуса) должен отдавать ток, величина которого, в зависимости от его типа, колеблется от 150 до 700 А; соответственно, емкость составляет от 30 до 200 Ач, при этом масса аккумулятора изменяется от 10 до 60 кг.

1. У стройство и принцип действия аккумуляторной батареи

На рисунке показана 12-вольтовая батарея, состоящая из 6 аккумуляторов. Соответственно, 24-вольтовая батарея будет содержать аккумуляторов вдвое больше, а 6-вольтовая - вдвое меньше.

Активными материалами свинцового аккумулятора являются двуокись свинца в положительных пластинах, губчатый, высоко–пористый свинец Pb в отрицательных пластинах и служащая электролитом разбавленная серная кислота. Электролит является проводником ионов, как при зарядке, так и разрядке. При разрядке свинец и двуокись свинца, реагируя с серной кислотой, превращаются в сульфат свинца, плотность электролита при этом падает. При зарядке происходит обратный процесс и плотность электролита восстанавливается.

.

Моноблок аккумуляторной батареи представляет собой сосуд, разделенный перегородками на секции по числу аккумуляторов. На дне каждой секции расположены опорные призмы, между которыми имеется пространство для шлама (активной массы, выпадающей на дно секций при эксплуатации аккумуляторов). Это исключает короткое замыкание пластин.

Пластины состоят из решетки и пористой массы, заполняющей ячейки решетки. Решетка служит для удержания активной массы и равномерного распределения тока по всему объему. В старых конструкциях аккумуляторов использовались решетки, выполненные из свинцово–сурмянистого сплава, что приводило к повышенному расходу воды электролита, так как сурьма вступала в химическую реакцию с электролитом. Поэтому в процессе эксплуатации приходилось следить за уровнем электролита и при необходимости доливать воду (обслуживаемые аккумуляторы). В современных аккумуляторах решетки изготовляются из свинцово–кальциевого сплава, который не вступает в химическую реакцию. Расход воды в таких аккумуляторах минимален, поэтому они не требуют доливки воды (необслуживаемые аккумуляторы).

Сепараторы представляют собой пористые изоляционные прокладки, расположенные между положительными и отрицательными пластинами, предназначенные для предупреждения короткого замыкания пластин противоположного знака, фиксации расстояния между пластинами во время тряски и создания необходимого запаса электролита в пространстве между пластинами.

2. Конструктивные особенности стартерных батарей, определяемые условиями эксплуатации

Ввиду своих конструктивных особенностей (толщины пластин, материала сепараторов) стартерные аккумуляторы лишь условно пригодны для эксплуатации в условиях многократной и глубокой разрядки, поскольку при этом происходит интенсивное разрушение положительных пластин (в частности, из–за выпадения активной массы и превращения ее в шлам). В циклостойких аккумуляторах для удержания положительной активной массы служит стекловойлок, размещаемый между пластинами и сепараторами, таким образом предотвращается преждевременное ошламование (выпадение активной массы из решетки). Долговечность, измеряемая числом циклов разрядки–зарядки гораздо выше, чем у стандартных аккумуляторов. Циклостойкие аккумуляторы импортного производства имеют в маркировке литеру "Z".

В вибростойких аккумуляторах блоки пластин для предохранения от перемещений относительно корпуса фиксируются полимерной смолой или пластмассой. Они используются в основном на грузовиках, автобусах, строительных машинах, тракторах и т.д. В их маркировку импортных аккумуляторов дополнительно вводится обозначение "Rf".

Для работы на грузовиках и автобусах в условиях высоких вибрационных нагрузок и многократных перезарядок созданы специальные аккумуляторы, соединяющие в себе основные особенности цикло- и вибростойких исполнений; они маркируются литерами "HD".

В аккумуляторах c улучшенной разрядной характеристикой при отрицательных температурах повышенная (по сравнению со стандартными) пусковая мощность и увеличенный ток при испытании на морозостойкость реализуются благодаря увеличению числа и уменьшению толщины пластин и применению сепараторов с малым сопротивлением. Дополнительное приращение мощности обеспечивается применением сепараторных карманов, позволяющих высвободить предназначенный для шлама объем и увеличить размер пластин.

О пусковой мощности говорят как о повышенной, если отношение тока при испытании на морозостойкость (в амперах) к емкости (в ампер–часах) более 5. Поскольку саморазряд является функцией суммарной поверхности пластин, то его интенсивность у аккумуляторов с улучшенной разрядной характеристикой соответственно выше, чем у стандартных той же емкости.