Технический центр для обслуживания автомобилей

Аккумулятором называется электрический прибор, который при зарядке от источников постоянного тока накапливает электрическую энергию, а при разрядке отдает ее потребителям, являясь в этом случае источником постоянного тока. Аккумуляторная батарея (далее - АКБ), установленная на автомобиле, автобусе, автотракторной технике, машине, механизме, оборудовании (далее - автомобиль) служит для пуска двигателя стартером, питания постоянным электрическим током различных потребителей при неработающем двигателе или при работе его на малых оборотах. Первый работоспособный свинцово-кислотный аккумулятор был изобретен в 1859 г. французским ученым Гастоном Планте. Его конструкция представляла собой электроды из листового свинца, разделенные сепараторами из полотна, которые были свернуты в спираль и помещены в сосуд с 10 % раствором серной кислоты. Именно свинцово-кислотные батареи первыми в мире из аккумуляторных батарей нашли коммерческое применение. К 1890 году во многих промышленно развитых странах был освоен их серийный выпуск. В 1900 году немецкая фирма Varta выпустила первые стартерные аккумуляторы для автомобилей. Наиболее мощным потребителем энергии аккумуляторной батареи является электростартер. В зависимости от мощности стартера и условий пуска двигателя сила тока стартерного режима разряда может достигать нескольких сотен и даже тысяч ампер. Сила тока стартерного режима разряда резко возрастает при эксплуатации автомобилей в зимний период (пуск холодного двигателя). Батарея на автомобиле входит в состав не только системы электростартерного пуска, но и других систем электрического и электронного оборудования. После разряда на пуск двигателя, и питание других потребителей батарея подзаряжается от генераторной установки. Частое чередование режимов разряда и заряда (циклирование) - одна из характерных особенностей работы батарей на автомобилях. При большом разнообразии выпускаемых моделей автомобилей и климатических условий их эксплуатации, в массовом производстве батарей наряду с определением оптимальных экономических параметров должное внимание уделяется их унификации, повышению надежности и сроков службы. Надежность и срок службы аккумуляторных батарей находятся в прямой зависимости от технического уровня их конструкций и условий работы на автомобиле. 5.2 Анализ конструкций аккумуляторных батарей 5.2.1 Поколения аккумуляторных батарей Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи до сих пор остаются самыми надежными, долговечными и не требующими высоких эксплуатационных затрат химическими источниками тока. В настоящее время производятся и активно эксплуатируются аккумуляторные батареи трех поколений. Батареи первого поколения - батареи с жидким электролитом открытого или закрытого типа, имеющие емкость от 36 до 5328 Ач Батареи открытого типа не имеют крышек, и электролит непосредственно соприкасается с открытым воздухом. Основные затраты при их эксплуатации - это затраты на обслуживание, связанные с необходимостью частой доливки дистиллированной воды, и расходы на содержание хорошо вентилируемых помещений, в которых их устанавливают. Батареи закрытого типа имеют специальные пробки, обеспечивающие задержку аэрозоли серной кислоты. Пробки для заливки электролита и добавления воды при эксплуатации вывинчиваются. Батареи закрытого типа могут быть и необслуживаемыми: от производителя они поставляются залитыми и заряженными, и в течение срока службы нет необходимости доливки воды, т. к. конструкция пробок таких батарей обеспечивает удержание ее паров в виде конденсата. Кроме использования в качестве стационарных, батареи закрытого типа являются основным типом батарей, используемых в автотракторной технике в качестве стартерных и тяговых. Батареи второго поколения, которыми являются герметизированные гелиевые батареи. В них вместо жидкого электролита используется гелеобразный, представляющий собой желе, полученное в результате смешивания раствора серной кислоты с загустителем (обычно это двуокись кремния SiO2 - силикагель). Технология производства гелевых батарей получила название GEL. Гелевые батареи в течение всего срока эксплуатации не нуждаются в обслуживании, их нельзя вскрывать. Для их подзаряда необходимо использовать зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже ±1 % для предотвращения обильного газовыделения. Такие аккумуляторные батареи критичны к температуре окружающей среды. Батареи третьего поколения – это герметизированные батареи с абсорбированным сепараторами электролитом. Часто их называют батареями, собранными по AGM-технологии. AGM - Absorbed in Glass Mat, т. е. технология, при которой электролит абсорбирован в сепараторах из стекловолокна, размещенных между электродами. Такой сепаратор представляет собой пористую систему, в которой капиллярные силы удерживают электролит. При этом количество электролита дозируется так, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции выделяющихся газов. По своим свойствам AGM батареи подобны гелевым, за исключением того, что газообразование в них существенно меньше, и меньшее влияние на их работу оказывает температура окружающей среды. Как и для гелевых аккумуляторных батарей, для них требуются зарядные устройства, обеспечивающие не-стабильность напряжения заряда не хуже ±1 %. 5.2.2 Конструкции современных аккумуляторных батарей Батареи с жидким электролитом. Электролит в этих батареях находится в жидком состоянии, поэтому их иногда называют "мокрыми". Эти батареи выпускаются как в обслуживаемом, так и в необслуживаемом вариантах. В первом варианте их ячейки оснащаются пробками, а во втором варианте такие пробки отсутствуют. К преимуществам этих батарей относятся:• – благоприятное соотношение цены и качества; – большое число моделей на рынке(большое разнообразие конструкций); – пригодность для установки в моторном отсеке. Недостатками являются: – необходимость установки специального индикатора для проверки уровня электролита при обслуживании; – возможность выливания электролита. Отвод газов из ячеек у батарей с жидким электролитом осуществляется через канал центральной вентиляции. Этот канал сообщается с атмосферой через одно или два отверстия, расположенные на боковых торцах крышки батареи. Если предусмотрены два отверстия, одно из них обязательно закрывается! У батарей с пробками ячеек выход газов по их резьбе предотвращается с помощью уплотнительных колец круглого сечения. Свинцовые батареи с предохранительнымиклапанами VRLA(Valve Regulated Lead Acid Battery). У этих батарей подвижность электролита ограничена. Пробки их ячеек не выворачиваются. Образующиеся при перезаряде водород и кислород обычно ячейки батареи не покидают и реагируют между собой с образованием воды. К их преимуществом относится• возможность эксплуатации при полном отсутствии ухода. Их недостатки проистекают по следующей причине: Перезаряд под слишком высоким напряжением сопровождается выходом газов через предо-хранительные клапаны .Так как соответствующее потере газов пополнение ячеек водой невозможно, перезаряд батареи может привести к ее неисправности. Поэтому заряд таких батарей допускается только от источников электроэнергии, напряжение которых не превышает 14,4 В. В пробки ячеек встроены предохранительные клапаны, которые пропускают газы в систему центральной вентиляции только при определенном избыточном давлении. Батареи с гелеобразным электролитом. В электролит этих батарей добавлена кремниевая кислота, превращающая его в гель.По способу отвода газов эти батареи относятся к типу VRLA. В электролит этих батарей добавляется еще фосфорная кислота, которая существенно повышает их циклическую стойкость (количество возможных циклов разряда и заряда) и способность к восстановлению после глубокого разряда. Эти батареи оснащаются общей крышкой, в которую встроены несъемные пробки ячеек и предусмотрен канал центральной вентиляции. Индикатор у них отсутствует. К преимуществам этих батарей относятся: – небольшая вероятность потери электролита; – высокая циклическая стойкость; – полная безуходность; – сниженное газообразование. Недостатками являются: – ухудшенные пусковые свойства при низких температурах; высокая стоимость; – ограниченный выбор на рынке, – непереносимость повышенных температур и связанная с нею непригодность к установке в подкапотном пространстве. Батареи типа AGM(Absorbent,Glass,Mat,Battery). Так называют батареи, у которых электролит впитывается и удерживается стекломатами. Стекломаты представляют собой микропористый нетканый материал из переплетающихся между собой ультратонких стекловолокон. Стекломаты очень хорошо впитывают и удерживают электролит. Одновременно они выполняют функции сепараторов. В батарею заливается только то количество электролита, которое могут впитать стекломаты. Поэтому батареи типа AGM относятся к непроливаемому типу. При повреждении моноблока такой батареи возможна потеря незначительных количеств электролита, измеряемых несколькими миллилитрами. Эти батареи оснащаются общими крышками, в которые встроены пробки ячеек и предусмотрен газоотводный канал. Установка индикатора на них не предусмотрена. Удаление избыточных газов производится у них таким же образом, как у батарей VRLA. Применяют батареи типа AGM, если выдвигаются особые требования в отношении числа циклов заряда-разряда, пусковых качеств или безопасности при повреждении моноблока. К преимуществам этих батарей относятся: – высокая циклическая стойкость(большое число циклов заряда-разряда); – безопасность при повреждении моноблока или опрокидывании батареи; – безуходность; – незначительное газовыделение; – хорошие пусковые качества. Недостатками являются: – высокая стоимость; – небольшой выбор моделей на рынке; – непереносимость высоких температур и связанная с ней непригодность к установке в подкапотном пространстве. Батарея снабжается безопасной клеммой, если она подлежит установке в средней части кузова или в багажнике автомобиля. Длинный кабель, соединяющий батарею со стартером, может быть причиной пожара из-за его повреждения при аварии. Поэтому при срабатывании подушки безопасности производится отключение кабеля к стартеру от положительного вывода батареи. Питание остальной бортовой сети сохраняется, так как при аварии необходимо сохранение работоспособности аварийной сигнализации и освещения. Отключение кабеля от положительного вывода производится отстрелом его наконечника. Случайное возобновление соединения наконечника кабеля с выводом батареи предотвращается уловителем с двумя захватами. Подобные безопасные клеммы применяются на автомобилях Lupo 3L и Phaeton. Схема конструкции безопасной клеммы представлена на рисунке 5.1