Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

  МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Брянский государственный технический университет

Кафедра «Тепловые двигатели»

Реферат на тему

«1.различия между необслуживаемыми и обслуживаемыми аккумуляторными батареями

2. существенные недостатки обычных стартерных свинцовых батарей»

Студент группы З-19-ЭМ-ДВС-Б

                                                     ________Рудаков В.В.

Преподаватель:

                                                              ________доц. Дмитриевский Е.В.

Брянск 2023

   Аккумуляторная батарея предназначена для электроснабже­ния стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или недостатке развиваемой им мощности.

Аккумуляторная батарея, работая параллельно с генераторной установкой, устраняет перегрузки генератора и возможные перенапряжения в системе электрообору­дования в случае нарушения регулировки или при выходе из строя регулятора напряжения, сглаживает пульсации напряжения генератора, а также обеспечи­вает питание всех потребителей в случае отказа генератора и возможность дальнейшего движения автомобиля за счет резервной емкости.

Термином «необслуживаемые» характеризуют стартерные аккумуляторные батареи, не требующие добавления электролита в процессе эксплуатации, об­ладающие высокими электрическими характеристиками и большим сроком службы по сравнению с обычными батареями.

Обычные стартерные свинцовые батареи имеют достаточно высокие удель­ные электрические характеристики, однако обладают рядом существенных не­достатков.

В результате электролиза воды во время эксплуатации свинцовой батареи снижается уровень электролита, что требует периодического (1…2 раза в месяц) добавления дистиллированной воды. Электролитическое разложение воды про­исходит при заряде, особенно интенсивно при перезарядах. Кроме того, вода из электролита испаряется при повышенных температурах окружающей среды.

Во время перерывов в эксплуатации автомобилей происходит саморазряд (постепенная потеря емкости при длительном бездействии) батареи. В сутки са­моразряд может составить 0,5…0,8%. В конце срока службы суточный самораз­ряд батареи может возрасти до 4%. Это приводит к необходимости ежемесяч­ного подзаряда батареи во время хранения батарей, залитых электролитом Потребность в периодическом добавлении дистиллированной воды и подзаряде батарей при длительном хранении увеличивает объемы обслуживания их в эксплуатации, требует дополнительных затрат на оборудование, инструмент, материалы, соответствующих производственных площадей и квалифицирован­ного персонала. Все эти трудности с обслуживанием батарей усугубляются при длительной эксплуатации автомобилей вне парков.

Срок службы свинцовых аккумуляторных батарей ограничивается в основном коррозией решеток электродов. Кроме того, электролиз воды с выделением ак­тивного кислорода способствует ускоренной коррозии решеток положительных электродов. Интенсивность электролиза электролита и сопутствующей ему коррозии решеток возрастает при перезаряде, повышении температуры и ста­рении батареи. Следовательно, в эксплуатации необходимо принимать специ­альные меры для ограничения верхнего предела регулируемого напряжения ге­нераторной установки.

Следует также иметь в виду, что выделяемая при работе свинцовой аккуму­ляторной батареи кислородно-водородная смесь взрывоопасна, газы и пары электролита могут вызвать коррозию металлических деталей автомобиля, рас­положенных рядом с батареей, а вещества, образующиеся при работе батареи, например, стибин (сурьмянистый водород) - токсичны.

Отмеченные недостатки, характерные для обычных (традиционных) аккумуля­торных батарей, связаны с наличием 5…7% сурьмы в сплаве свинца, из которого отливаются решетки электродов. Легирование свинца сурьмой обеспечивает не­обходимую механическую прочность решеток, что очень важно для автомобиль­ных батарей, работающих в условиях вибрации и тряски. Добавление 5% сурьмы более чем в 2 раза увеличивает твердость решеток и в 3…4 раза - сопротивле­ние разрыву. Кроме сурьмы, в сплав вводится также 0,1…0,2% мышьяка. Это способствует образованию благоприятной кристаллической структуры сплава и повышает коррозионную стойкость положительных решеток электродов.

Выделение водорода при газообразовании происходит на отрицательных электродах, а кислорода - на положительных. Активное газовыделение проис­ходит в основном при заряде, а также при разряде или длительном бездействии аккумуляторной батареи. Газовыделение в процессе разряда и при длительном бездействии связано с реакциями, вызывающими саморазряд батареи.

Интенсивность газовыделения зависит от соотношения между величиной фа­ктического напряжения на электроде и напряжением (перенапряжением), при котором начинается газовыделение. Чем больше напряжение на электроде пре­вышает величину напряжения, при котором начинается газовыделение, тем больше выделяется водорода и кислорода. С другой стороны, на напряжение начала газовыделения оказывают влияние различные примеси, содержащиеся в решетках и активной массе пластин.

Сурьма в сплаве положительных пластин способствует более интенсивному выделению кислорода, и, одновременно, электрохимическому переносу и отло­жению сурьмы на поверхности отрицательного электрода. Присутствие даже небольшого количества сурьмы на поверхности отрицательного электрода при­водит к заметному росту выделения водорода.

Снижение напряжения начала газовыделения до 14,4 В при наличии сурьмы в решетках пластин является основной причиной того, что на автомобилях при рекомендуемых уровнях регулируемого напряжения генераторных установок газовыделение начинается до того, как батарея обычной конструкции будет полностью заряжена.

Появление необслуживаемых батарей стало возможным благодаря примене­нию решеток из свинцово-кальциево-оловянистых сплавов и свинцово-сурьмянистых сплавов с уменьшенным содержанием сурьмы.

Необслуживаемые батареи со свинцово-кальциево-оловянистыми и мало­сурьмянистыми сплавами отличаются не только малыми газовыделением и са­моразрядом, но и рядом других преимуществ. Эти батареи можно устанавливать в местах, не требующих удобного доступа для обслуживания. Меньше вероят­ность выхода их из строя вследствие коррозии решеток электродов. Батареи имеют лучшие зарядные характеристики и характеристики стартерного режима разряда. Срок эксплуатации необслуживаемых батарей без добавления элект­ролита может достигать 400…500 тыс. км пробега автомобиля.

Есть определенные трудности изготовления решеток пластин из свинцово-кальциево-оловянистых сплавов. Кальций в процессе литья выгорает. Поэтому технологически трудно обеспечить очень малое оптимальное содержание каль­ция 0,06…0,09% в сплаве. Содержание олова составляет 0,5…1,0%. От содержа­ния кальция и олова в сплаве решетки зависят ее прочностные и антикоррози­онные свойства.

Снижение газовыделения и улучшение механических свойств решеток из свинцово-кальциевых сплавов достигается также добавлением 1,5% кадмия. Добавлением 1,25% сурьмы в решетки пластин ограничивается образование не­желательных кристаллов древовидной формы.

Из-за технологических трудностей изготовления решеток электродов из сплава свинца, кальция и олова применение нашли батареи с ограниченным объемом обслуживания на основе электродов с пониженным содержанием сурьмы в решетках. Интенсивность газовыделения существенно снижается только при уменьшении содержания сурьмы в сплаве решетки до 2,5…3,0%. Но уже при содержании сурьмы ниже 4% резко ухудшаются литейные свойства свинцово-сурьмянистого сплава, снижается механическая прочность решетки, возрастает скорость коррозии электродов. Для сохранения необходимых техно­логических и эксплуатационных свойств малосурьмянистых сплавов в них доба­вляют медь 0,02…0,05%, серу и селен (до 0,01%). На литейных свойствах спла­ва благоприятно сказывается присадка олова (до 0,01%).

Лучшие батареи с решетками электродов с малосурьмянистыми сплавами, со­держащими другие легирующие добавки, практически являются необслуживае­мыми, хотя имеют несколько худшие показатели саморазряда по сравнению с батареями, в которых решетки выполнены из свинцово-кальциево-оловянистых сплавов. Такие батареи также имеют достаточно высокий срок службы и малочувствительны к глубоким разрядам.

В отечественных необслуживаемых батареях по сравнению с обычными бата­реями содержание сурьмы в сплаве решеток электродов уменьшено в 2…3 раза. Это повысило напряжение начала выделения водорода и кислорода и обеспе­чило подзаряд батарей без газовыделения практически во всем диапазоне ре­гулируемого напряжения генераторных установок автомобилей. Примерно в 5…6 раз снизилась интенсивность саморазряда батареи (до 0,08…0,100% в сутки).

Необслуживаемые батареи могут выпускаться в герметичном исполнении и не иметь пробок заливных горловин. В этом случае степень разряженности бата­реи нельзя определить по плотности электролита. В зимнее время возникает опасность замерзания электролита разряженной батареи. Поэтому на герме­тичные необслуживаемые аккумуляторные батареи устанавливают индикаторы заряженности. При уменьшении степени заряженности ниже определенного уровня меняется цвет видимого пятна индикатора.

Список использованной литературы:

1.Дмитриевский Е. В. Электрооборудование систем пуска и управления двигателей внутреннего сгорания : учебное пособие. – Брянск : БГТУ, 2021. – 181 с.

2.Дмитриевский Е. В. Электрооборудование систем электроснабжения и зажигания двигателей внутреннего сгорания : учебное пособие. – Брянск : БГТУ, 2021. – 192 с.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии