asyan.org
добавить свой файл
1 2 ... 5 6






ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ АВТОМОБІЛІВ
2.1.Система електропостачання автомобіля
Система електропостачання призначена для живлення електричною енергією постійного струму напругою 12 або 24В всіх споживачів на всіх режимах роботи автомобіля. В автомобільній техніці використовуються також дворівневі системи електропостачання, яки забезпечують живлення більшості споживачів напругою 12В, а для системи пуску – напругою 24В. Джерелами електричної енергії на автомобілі є генераторна установка (ГУ) й акумуляторна батарея (АКБ), включені паралельно.

Структурна схема системи електропостачання автомобіля приведена на рис. 2.1.

В генераторній установці джерелом струму є генератор (Г), який приводиться в дію ДВЗ. Автомобільні генератори працюють у режимах змінних частот обертання й навантажень, що змінюються в широких межах. Для автоматичної підтримки напруги генератора на заданому рівні при зміні частоти обертання й навантаження призначений регулятор напруги (РН).



При використанні генератора змінного струму до складу ГУ входить випрямляч (ВП).

При непрацюючому двигуні єдиним джерелом електроенергії є акумуляторна батарея, що повинна забезпечити надійний пуск двигуна.

При працюючому двигуні ГУ є основним джерелом електроенергії і забезпечує електропостачання споживачів і підзаряд акумуляторної батареї.

В разі великого споживання струму АКБ допомагає генераторній установці забезпечити всіх споживачів електричною енергією.

Система електропостачання, як правило, є однопровідною. Всі споживачі підключаються до позитивної клеми. В якості другого проводу використовується корпус автомобіля (маса).
2.1.1. Акумуляторна батарея

2.1.1.1. Принцип дії та будова акумуляторної батареї
Акумуляторна батарея призначена для живлення електричною енергією всіх споживачів при непрацюючому двигуні й при роботі його з малою частотою обертання колінчатого вала, а також для пуску двигуна стартером.

На автомобілях використовують стартерні свинцево-кислотні акумуляторні батареї. Такі батареї здатні короткочасно віддавати струм великої величини, що необхідно при пуску двигуна стартером.

Типова автомобільна акумуляторна батарея (АКБ) складається із шести послідовно з'єднаних акумуляторів напругою 2 В кожен і має напругу близько 12 В. Найпростіший свинцево-кислотний акумулятор являє собою пластмасову посудину, у який опущені дві свинцеві пластини й залито електроліт з хімічно чистої (акумуляторної) сірчаної кислоти й дистильованої води. Якщо через такий акумулятор пропускати постійний електричний струм, то в ньому буде протікати хімічна реакція з утворенням на позитивній пластині двоокису свинцю (РbО2), а на негативній – чистого губчатого свинцю (Рb). Густина електроліту в міру заряду акумулятора буде підвищуватися за рахунок виділення сірчаної кислоти й поглинання води. Напруга на клемах акумулятора також буде підвищуватися. Такий процес називається зарядом акумулятора. При включенні зарядженого акумулятора в зовнішнє коло буде відбуватися зворотна хімічна реакція з віддачею електричної енергії на живлення включених споживачів. У міру розряду пластини акумулятора будуть покриватися сірчанокислим свинцем, густина електроліту й напруга акумулятора будуть зменшуватися. Такий процес називається розрядом акумулятора. Після розряду необхідно знову зарядити акумулятор від джерела постійного струму. Оскільки при заряді й розряді акумулятора змінюється густина електроліту, то по густині електроліту визначають ступінь розрядженості (зарядженості) акумулятора.

Таким чином, дія акумулятора заснована на перетворенні електричної енергії в хімічну при заряді й, навпаки, хімічної енергії в електричну - при розряді.

Основними параметрами акумулятора є напруга і ємність.

Напруга на вивідних штирях справної й повністю зарядженої АКБ близько 12,6 В. Допускається в процесі експлуатації розряджати батарею до 10,5 В.

Кількість електрики в ампер-годинах (А∙год), отримана від акумулятора при його розряді до допустимої напруги, називається ємністю, що визначають як добуток сили розрядного струму в амперах на час розряду в годинах. Ємність залежить від кількості й розмірів пластин акумуляторів, сили розрядного струму, густини й температури електроліту, а також ступеня зарядженості, технічного стану й терміну служби акумулятора (батареї).

Номінальною ємністю акумуляторної батареї називається найменша кількість електрики в ампер-годинах, яку повинна віддати повністю заряджена батарея при безперервному розряді її струмом, рівним 0,05 номінальної ємності, до напруги 10,5 В при температурі електроліту 25 °С. Номінальна ємність в основному залежить від розмірів і кількості пластин в акумуляторі.

Кожен тип стартерної акумуляторної батареї має свою умовну позначку, що наноситься на міжелементному з'єднанні (перемичці) або на баці й означає таке:

перше число (3, 6 або 12) - кількість послідовно з'єднаних акумуляторів у батареї;

СТ або ТСТ - призначення батареї: стартерна або стартерна для тяжких умов експлуатації, відповідно;

число після букв - номінальну ємність батареї, виражену в ампер-годинах.

Інші букви означають:

Е, П, Т - матеріал бака, відповідно: ебоніт, пластмаса асфальтопекова, термопластмаса;

М, МС, Р, PC - матеріал сепаратора, відповідно: міпласт, міпласт зі скловолокном, міпор, міпор зі скловолокном.

Наприклад, умовна позначка батареї 6СТ-75ЕМС, що встановлюється на автомобілях ГАЗ-66, указує, що батарея складається із шести послідовно з'єднаних акумуляторів, стартерна, номінальна ємність батареї 75 А∙год, бак ебонітовий, а сепаратори подвійні - міпласт зі скловолокном.

Батарея складається із шести послідовно з'єднаних акумуляторів, розміщених у шестикамерному ебонітовому баці. Кожен акумулятор містить у собі п'ять позитивних і шість негативних пластин (рис. 2.2, де позначено: 1негативна пластина; 2 – сепаратор; 3 позитивна пластина; 4 запобіжний щиток; 5 – баретка; 6 – штир: 7 – плюсова клема; 8 – бак акумуляторної батареї; 9 – ущільнювальна мастика: 10 пробка; 11 кришка акумулятора; 12 міжелементне з'єднання; 13 вентиляційний отвір; 14 – мінусова клема). Позитивні 3 і негативні 1 пластини являють собою свинцеві ґрати, заповнені активною масою, яка і бере участь у хімічних реакціях при зарядах і розрядах акумулятора. Після складної технологічної обробки пластин активна маса позитивних пластин перетворюється у двоокис свинцю (РbО2) (темно-коричневий колір), а негативних – у губчатий свинець (Рb) (сірих кольорів).

О
Рис. 2.2. Акумуляторна батарея.

днорідні
пластини акумулятора з'єднуються між собою за допомогою бареток 5 й утворюють напівблоки позитивних і негативних пластин. Щоб запобігти зіткненню різнойменних пластин, між ними встановлені прокладки 2 сепаратори. Ребриста сторона сепаратора завжди звернена до позитивної пластини. При такій установці сепараторів забезпечується кращий доступ електроліту в пори активної маси позитивних пластин, що підвищує працездатність акумулятора.

Для захисту крайок, сепараторів і пластин від механічних ушкоджень при вимірі густини й рівня електроліту зверху покладений запобіжний щиток 4 з кислотостійкого матеріалу.

Зверху кожен акумулятор закривається кришкою 11 із двома отворами для полюсних штирів 6 від позитивних і негативних пластин. У кришках також виконані різьбові отвори під пробку 10 для затоки електроліту й штуцери з вентиляційними отворами 13. На батареях 6СТ-75ТМ штуцера немає. У них вентиляційний отвір виконаний у пробці. Стики між кришкою й баком залиті мастикою 9.

На дні бака виконані ребра, на які опираються напівблоки пластин. У просторі між ребрами накопичується активна маса, що згодом обсипається (шлам).

Акумулятори з'єднують між собою за допомогою міжелементних з'єднань 12, які приварюються до штирів напівблоків. Крайні штирі акумуляторної батареї виконують роль плюсової 7 і мінусової 14 клем.

Камери акумуляторів ізольовані друг від друга. Через різьбові отвори кришок в акумулятори заливається електроліт, густина якого повинна відповідати кліматичному району експлуатації (табл. 2.1).
Таблиця 2.1. Густина електроліту

Райони експлуатації

Мінімальна температура, повітря, °С

Густина електроліту при температурі 15°С, г/см3

що заливають

наприкінці заряду

Південний Центральний Північний

до -20

до -30

до -40

1,23

1,25...1,27

1,25...1,27

1,25

1,27

1,29


Мінусова клема батареї з'єднана з масою автомобіля через вимикач батареї, а плюсова - з бортовою мережею. Для зменшення спадання напруги на проводах й їхнього нагрівання батарея приєднана до мережі проводами великого перетину.

На автомобілях КамАЗ використовується батарея 6СТ-190ТМ (ТР). За устроєм вона аналогічна батареї 6СТ-75ТМ. Ємність батареї підвищена за рахунок збільшення кількості й площі пластин.
2.1.1.2. Несправності акумуляторних батарей

Характерними несправностями акумуляторних батарей є: тріщини в мастиці, кришках і баці; підвищений саморозряд; сульфатація пластин; коротке замикання різнойменних пластин; руйнування пластин. Несправності часто виникають через порушення правил експлуатації батарей (недбале обслуговування, тривале знаходження батарей у вирядженому стані й ін.).

Тріщини в мастиці усувають електропаяльником зі спеціальною насадкою шляхом оплавлення мастики, що заливає тріщини, або заміною старої мастики на нову.

Саморозряд акумуляторної батареї – явище неминуче, але забруднення активної маси й електроліту домішками, а також брудна поверхня батареї приводять до підвищеного саморозряду. Тому необхідно завжди батарею тримати в чистоті, наготовлювати електроліт тільки з акумуляторної сірчаної кислоти й дистильованої води.

Сульфатація пластин – це утворення на пластинах великих важко розчинних при заряді кристалів сульфату свинцю. Ознакою сульфатації є значне зниження ємності акумуляторної батареї, а при заряді така батарея швидко "закипає" і нагрівається.

Причини сульфатації пластин: глибокі розряди батареї, тривале знаходження батареї у вирядженому стані, систематичний її недозаряд, експлуатація батареї зі зниженим рівнем електроліту, велика густина електроліту, порушення правил готування електроліту.

Неглибоку сульфатацію можна усунути спеціальними режимами заряду й розряду батареї на зарядній станції. Глибока сульфатація не усувається. Тому необхідно прагнути до виключення причин, що викликають сульфатацію пластин.

Коротке замикання в акумуляторі приводить до припинення його роботи (ЕРС такого акумулятора менш 2 В або дорівнює нулю). Причиною короткого замикання може бути руйнування сепараторів, скупчення на дні бака великої кількості шламу.

Руйнування пластин акумуляторів теж неминуче, але воно може й прискорюватися: тривалими перезарядами батареї; збільшенням вібрації при слабкому кріпленні батареї на автомобілі; підвищеною густиною електроліту або температурою його понад 45° С.

Ознаками руйнування пластин є: мутний електроліт з коричневим фарбуванням, кришка з боку позитивного штиря може бути піднята. Такий акумулятор швидко розряджається.

Батареї із сильною сульфатацією, коротким замиканням в акумуляторах і зруйнованими пластинами для подальшої експлуатації непридатні. Вони відправляються в майстерню для ремонту або підлягають списанню.
2.1.1.3. Технічне обслуговування акумуляторних батарей

Для технічного обслуговування акумуляторних батарей застосовується комплект приладів, пристосувань й інструмента моделі Е-401, у який входять денсиметр, навантажувальна вилка ЛЕ-2, мірна трубка, термометр й ін. (усього 15 предметів). Комплект укладається в металевий ящик.

Денсиметр (кислотомір) служить для виміру густини електроліту (рис. 2.3, а), що відбиває ступінь розрядженості батареї. Зниження густини електроліту на 0,01 г/см3 відповідає розряду акумулятора на 6%. Розряд акумуляторної батареї допускається влітку до 50%, узимку тільки до 25%.

Навантажувальна вилка призначена для виміру ЕРС і напруги акумулятора (див. рис. 2.3, б) під навантаженням, приблизно рівним стартерному. Напруга справного й зарядженого акумулятора, навантаженого резистором вилки ЛЕ-2, залишається протягом 5 секунд незмінною.



Рис. 2.3. Перевірка стану акумуляторної батареї: а – визначення густини електроліту; б – вимір напруги акумулятора.

Мірною трубкою визначають рівень електроліту в акумуляторах, що повинен бути на 10...15 мм вище запобіжного щитка. Доливати в акумулятори необхідно тільки дистильовану воду.

Основні операції й строки технічного обслуговування акумуляторних батарей наступні.

При ТО-1, але не рідше одного разу в 15 днів, необхідно: очистити батарею від бруду, а полюсні штирі від окислів; перевірити відсутність тріщин на баці, кришках і мастиці, а також підтікання електроліту; перевірити кріплення батареї в гнізді; прочистити вентиляційні штуцери або отвори в пробках акумуляторів; перевірити рівень електроліту в кожному акумуляторі й при необхідності долити дистильовану воду.

При ТО-2, але не рідше одного разу на місяць, необхідно визначити ступінь розрядженості батареї по густині електроліту й при необхідності відправити на зарядну станцію. Кінець заряду батареї визначається сталістю напруги акумуляторів і густини електроліту, рясним газовиділенням у всіх акумуляторах протягом 2...3 год. Акуратна робота з акумуляторними батареями повинна виключити розбризкування й влучення електроліту на одяг й особливо на шкіру. При влученні електроліту на одяг або шкіру його нейтралізують 10%-вим розчином нашатирного спирту й рясним змиванням водою.

Вимір ЕРС і напруги робити при загорнутих пробках, інакше від іскри може відбутися вибух газів в акумуляторі.

Наготовлюють електроліт повільним уливанням кислоти у воду. Більш щільна кислота, надходячи у воду невеликими порціями, швидко поринає, і реакція протікає спокійно й без розбризкування. Необхідно пам'ятати, що кислота, потрапляючи на шкіру, викликає хімічні опіки.
2.1.1.4. Контрольні питання

  1. З яких основних частин складається стартерна акумуляторна батарея?

  1. Які хімічні процеси відбуваються під час розряджання та заряджання акумулятора?

  2. Назвіть основні параметри акумуляторної батареї.

  3. Які кольори мають позитивні й негативні пластини зарядженого акумулятора?

  4. Що таке "номінальна ємність" акумулятора?

  5. Розкрийте умовну позначку стартерної акумуляторної батареї 6СТ-75ТМ.

  6. Назвіть характерні несправності акумуляторних батарей.

  7. Які прилади застосовуються для технічного обслуговування акумуляторних батарей?

  8. Як готується електроліт?




следующая страница >>