Для питания приборов электрооборудования при малой частоте вращения коленчатого вола или при неработающем двигателе используется химический источник тока - аккумуляторная батарея.
Аккумуляторная батарея обладает свойством после разряда восстанавливать свою способность отдавать ток во внешнюю цепь, если через нее пропустить ток в обратном направлений, т. е произвести ее заряд.
Аккумуляторная батарея состоит из шести свинцово-кислотных двухвольтовых аккумуляторов соединенных между собой последовательно, что обеспечивает получение в цепи номинального напряжения 12В. Все аккумуляторы размещаются в общем баке, разделенном внутренними перегородками на шесть ячеек. На дне бака имеются ребра, на которые опираются пластины аккумуляторов. Материалом для бака является кислотоупорная пластмасса или эбонит.
Аккумулятор состоит из полублоков плюсовых и минусовых пластин, изолированных друг от друга сепараторами, изготовленных из пористых пластмасс. Пластмассы отливаются в виде решеток из свинца с добавлением 7-8% сурьмы, для механической прочности.
В решетку пластин впрессовывают активную массу, приготовленную на водном растворе серной кислоты из окислов свинца - свинцового сурика и свинцового глета для положительных пластин и свинцового порошка - для отрицательных пластин. Аккумуляторы соединяются между собой свинцовыми перемычками. Полюсные штыри крайних аккумулятор предназначены для включения батареи в цепь электрооборудования автомобиля.
В аккумуляторы заливают электролит, состоящий из аккумуляторной серной кислоты и дистиллированной воды.
При пропускание через батарею постоянного тора в аккумуляторах происходит процесс преобразование электрической энергий в химическую, что выражается в изменений состава активной массы, (на положительных пластин образуется перекись свинца, а на отрицательных - губчатый свинец) и увеличении плотности электролита.
|
|
При разряде происходит обратный химический процесс, при котором понижается плотность, активная масса на тех и других пластин превращается в сернокислый свинец. Поскольку плотность электролита определяет развиваемую аккумулятором ЭДС, ее величина позволяет судить о степени зараженности батареи.
Проверяют плотность электролита ареометром. По мере разрядки аккумулятора плотность электролита уменьшается. Уровень и плотность электролита проверяют в каждом элементе батареи. Уровень электролита должен быть на 12-14 мм выше верхнего края пластин.
Плотность зависит от температуры электролита, уменьшаясь приблизительно на 0.01 г/смі при повышении температуры на 15. При расчетах плотность электролита обычно приводят к температуре плюс 25.
Разность напряжения отдельных аккумуляторов батареи не должна превышать 0.1В. Если разность больше этого значения или батарея разряжена на более чем на 50% летом и более чем на 25% зимой, ее необходимо отправить на зарядку. Нельзя допускать длительного пребывания батареи в полузаряженном состоянии во избежание ее порчи.
Чем больше размер и количество пластин, меньше сила разрядного тока, и выше температура электролита, тем больше емкость может отдать аккумуляторная батарея при разряде. При понижения температуры электролита, емкость уменьшается приблизительно на 1% на каждый градус. Емкость одного аккумулятора нескольких аккумуляторов, соединенных последовательно, одинаково.
|
|
Аккумуляторные батареи имеют на перемычках обозначения определяющие их характеристику. Первая цифра маркировки указывает число аккумуляторов в батарее, буквы СТ - батарея стартерного типа, число после букв - номинальная емкость батареи в АЧ. Последние буквы обозначают материал бака (Э-эбонит, П-пластмасса) и материал сепаратора (Р -мипор, М -мипласт) например 6СТ-55ЭР.
Число после букв указывает на емкость батареи в ампер-часах в 20-часовом режиме разряда. Буквы после цифр, обозначающих емкость, обозначают исполнение батареи: А - с общей крышкой, Н - несухозаряженная, З - необслуживаемая, залитая электролитом и полностью заряженная. После условного обозначения батареи указывают обозначение стандарта или технических условий на батарею конкретного типа. На батарее там же могут быть указаны номинальная емкость в ампер - часах (А. ч) в 20-часовом режиме и разрядный ток батареи (А) при температуре - 18 С.
При постоянном напряжении генератора понижение ЭДС батареи приводит к повышению зарядного тока, обильному газовыделению и повышению расхода воды.
В необслуживаемых батареях за счет меньшего содержания сурьмы в решетках электродов эти явления протекают более слабо, что значительно увеличивает сроки доливки воды (не чаще одного раза в год).
Решетка выполняет роль каркаса, на котором закреплен активный материал пластины. Вместе с тем решетка обеспечивает равномерный отвод и подвод тока к активному материалу при разряде и заряде аккумулятора. Активный материал приготавливается в виде пасты и вмазывается в решетку. Благодаря пористости материала активная площадь пластины увеличивается в 600-800 раз по сравнению с ее действительной площадью. Активным материалом отрицательных электродов является губчатый свинец Рb, имеющий серый цвет. Активным материалом положительных электродов является диоксид свинца РbO2 темно - коричневого цвета.
|
|
Для предохранения отрицательных и положительных электродов от соприкосновения (короткого замыкания) их разделяют прокладками - сепараторами. Сепаратор на стороне обращенной к положительному электроду, имеет ребра. Это обеспечивает доступ к положительному электроду большего количества кислоты, необходимого для нормального протекания химических реакций. Сепараторы в необслуживаемых батареях делают в виде конверта, куда вставляется положительный электрод, в этом случае в баке отсутствуют опорные ребра и электроды опираются на дно сосуда что дает возможность увеличить уровень электролита до 50 мм.
Для приведения в действие аккумуляторную батарею заливают электролитом, представляющим собой раствор кислоты Н2SO4 в дистилированной воде Н2О.
Для приготовления электролита применяют особый сорт технической серной кислоты, согласно ГОСТ 667-73, плотностью 1,83 г/см 3 и воды по ГОСТ 6709-72. Содержание примесей в дистилированной воде, идущей на приготовление электролита, не должно превышать значений, указанных в ГОСТ 6709-72. Плотность электролита у полностью заряженного аккумулятора, приведенная к 25 С, должна составлять 1,22 - 1,30 г/см3 в зависимости от температурных условий эксплуатации автомобиля. При полном разряде аккумулятора плотность снижается на 0,15 - 0,16 г/см 3 от исходной.
При наружном загрязнении аккумуляторной батареи ее поверхности необходимо протереть 10% -ным раствором нашатырного спирта или кальцинированной соды, после чего вытереть чистой, сухой ветошью. Во время заряда батареи в результате химической реакции выделяются газы, значительно повышающие давление внутри аккумуляторов. Поэтому вентиляционные отверстия в пробках нужно постоянно прочищать тонкой проволокой. Периодически необходимо зачищать штыри и клеммы проводов.
В аккумуляторной батареи уровень электролита должен быть пониже кромки тубуса заливного отверстия. Если корпус аккумуляторной батареи сделан полупрозрачным, то на нем наносят метки "Min" и "Max" и уровень электролита должен поддерживаться между ними.
Если корпус аккумуляторной батареи сделан полупрозрачным, то на нем наносят метки "Min" и "Max" и уровень электролита должен поддерживаться между ними. При понижении уровня следует долить дистиллированную воду, так как при нагревании электролита испаряется только вода. В холодное время года во избежание замерзания воды, следует доливать непосредственно перед пуском двигателя для быстрого ее перемешивания с электролитом.
Для проверки степени заряженности аккумуляторной батареи определяют плотностью электролита. Для этого наконечник кислотомера опускают в заливное отверстие аккумулятора, засасывают электролит и по делениям плавающего в колбе ареометра определяют величину плотности электролита. Понижение плотности от нормы указанной в таблице, на 0.01 г/смі соответствует разряду аккумулятора на 6%. Допустимый разряд аккумуляторной батареи составляет зимой 25%, а летом 50%.
Для измерения напряжения аккумуляторной батареи под нагрузкой используют нагрузочную вилку. Для измерения напряжения аккумулятора под нагрузкой в зависимости от его емкости заворачивается гайка. Порядок включения нагрузочных резисторов в зависимости от емкости проверяемого аккумулятора указан на контактных ножках. Измерение производиться при закрытых пробках и с выдержкой под нагрузкой не более 5 секунд. Если напряжение проверяемого аккумулятора более 1.4В, он исправен. А если ниже 1.4В, аккумулятор разряжен или неисправен. Уточнение производят сравнением показаний всех аккумуляторов в батареи и измерение плотности электролита.
Для длительного хранения батареи в зимнее время ее нужно снять с автомобиля, полностью зарядить и хранить в сухом месте при температуре не выше 0, и не ниже минус 30.
Что чем ниже температура электролита, тем меньше будет саморазряд. Каждый три месяца аккумуляторную батарею необходимо подзаряжать для восстановления потерь на саморазряд.
Для устранения окисления полюсных штырей нужно снять клеммы проводов с полюсных штырей, зачистить их. Поставить на место и смазать снаружи тонким слоем технического вазелина.
Сульфатацию пластин устраняют проведением одного или нескольких циклов "заряд - разряд". Для этого аккумуляторную батарею необходимо полностью зарядить и довести плотность электролита в ней до нормальной величины (1.285 г/смі), путем добавления электролита плотностью 1.4 г/смі и дистиллированной воды.
Затем разрядить батарею через лампу током силой 4…5А до напряжения приблизительно 1.7В в каждом аккумуляторе. После этого батарею снова зарядить, цикл повторить 2?3 раза.
Для устранения неисправности ускоренного саморазряда следует протереть поверхность батареи или заменить электролит, промыв бак внутри.
Для устранения окисления полюсных штырей нужно снять клеммы проводов с полюсных штырей, зачистить их. Поставить на место и смазать снаружи тонким слоем технического вазелина.
Обломы, трещины, сколы на поверхности корпуса картера глубиной не более 3мм и общей площадью не более 5смІ устраняют разделкой с последующим заполнением пластмассы. Коробление стенок корпуса - бракуют. Трещины на корпусе проверяют на герметичность внешним осмотром и заполняют теплой водой. Трещины после промывки просушивают, разделывают с обоих сторон под углом 80-120 градусов на глубину 34мм. Концы трещин завертывают, диаметром 3-5мм. Трещину зачищают наждачной бумагой. После приготовляют пасту. Для этого в эпоксидную смолу добавляют пластификатор и наполнитель (в качестве наполнителя используют стенки материала, из которого изготовлен корпус). Этой пастой замазывают трещину с начало с одной стороны, после завертывания с другой стороны.
В процессе эксплуатации автомобиля в аккумуляторной батареи могут возникнуть следующие неисправности:
Сульфатация пластин, ускоренный саморазряд, короткое замыкание, утечка электролита, окисление полюсных штырей.
Сульфатация пластин. В результате систематического недозаряда, длительного хранения незаряженной аккумуляторной батареи с электролитом, заряда батареи ниже допустимого предела, понижения уровня или увеличения плотности электролита на пластинах образуется белый налет из крупных кристаллов сернокислого свинца, называемый сульфатом. Сульфатированные пластины перестают участвовать в химической реакций.
Ускоренный саморазряд батареи при ее эксплуатации и хранения возникает вследствие образования в активной массе пластин местных токов. Местные токи появляются при возникновении электродвижущей силы между окислами активной массы и решеткой пластин.
Кроме того, при длительном хранении аккумуляторной батареи плотность электролита в нижних слоях становиться больше, чем в верхних. Это приводит к появлению разности потенциалов и возникновению уравнительных токов на поверхности пластин.
Причинами ускоренного саморазряда могут быть: загрязнения поверхности батареи; применения для доливки обычной воды; попадания внутрь металлических частиц и других веществ.
Короткое замыкание. Разрушение сепаратора, выпадение активной массы, а так же ее оплавление могут вызвать не посредственное соприкосновение разноименных пластин? замыкание, в результате чего прекращается работа аккумуляторов.
Признаками короткого замыкание внутри аккумулятора является "кипение" электролита и резкое падение напряжения. Аккумуляторная батарея, имеющая хотя бы один короткозамкнутый аккумулятор, к дальнейшей эксплуатации непригоден.
Окисление полюсных штырей приводит к увеличению сопротивления во внешней цепи и даже прекращению тока.
Подтекание электролита обнаруживают осмотром бака. Для устранения неисправности батареи сдают в ремонт. При вынужденной временной эксплуатации батарею с этой неисправностью необходимо периодически добавлять в неисправное отделение бака электролит.
Назначение и общее устройство электростартерной системы пуска. Конструкция и принцип действия электростартеров современных автомобилей. Особенности конструкции стартера со встроенным редуктором и постоянными магнитами.
Стартер – устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую для запуска двигателя. По сути – стартер это электромотор постоянного тока с механическим приводом. Работает стартер следующим образом, при повороте ключа зажигания, либо нажатия кнопки START питание от аккумулятора поступит на клемму втягивающего реле (обычно она обозначается «50»), замыкаются втягивающая и удерживающая катушки реле перемещая сердечник, который через рычаг («вилку») выталкивает бендикс и последний входит в зацепление с маховиком двигателя, когда бендикс доходит до конца, - сердечник замыкает накоротко втягивающую обмотку реле, и фиксируется только удерживающей обмоткой, в то же время замыкаются контакты электромотора, и якорь вращаясь через бендикс начинает раскручивать маховик двигателя.
По закону магнитной индукции если через рамку из токопроводящего материала, находящуюся в магнитном поле пропустить ток, - рамка начинает вращаться. В случае со стартером «рамкой» является якорь (ротор), который вращается в магнитном поле, образованном статорной обмоткой или постоянными магнитами, ток к якорю подводится через скользящий контакт исполненный в виде щеточного узла и коллектора. Одна пара щеток крепится к массе стартера, вторая пара к «+» АКБ через втягивающее реле. Втягивающее реле состоит из 2-х катушек, втягивающей и удерживающей. Для втягивания сердечника необходимо относительно большое усилие, поэтому задействуются обе катушки, в то же время в статическом состоянии достаточной одной удерживающей обмотки, которая соответственно потребляет меньше тока.
Бендикс в стартере необходим для зацепления вала якоря и маховика, жесткая сцепка невозможна, по причине того, что маховик в момент пуска начинает превышать обороты стартера, и при жесткой сцепке якорь будет вращаться со скоростью двигателя, что неминуемо приведет к его повреждению под воздействием центробежной силы.
Основное различие в конструкции стартеров – тип передачи крутящего момента с вала якоря на бендикс. Здесь подразделяются прямоточные «классические» стартера, где бендикс установлен непосредственно на валу якоря, и редукторные стартера, где между якорем и бендиксом находится зубчатая передача. Редукторные стартера позволяют при тех же массо-габаритных показателяхи при том же потреблении тока развивать больший крутящий момент по отношению к прямоточным. Чаше встречаются стартера с планетарными редукторами, что позволяет не увеличивать габаритов стартера, по сравнению со смещенным редуктором. В планетарных редукторах стартеров малой мощности применяются пластмассовые планетарные кольца, что в некоторой степени снижает ресурс стартера. В то же время стартера с планетарным редуктором относительно дешевы в производстве и ремонте.