Сроки службы батарей

В начальный период эксплуатации емкость батареи несколько повышается вследствие, увеличения пористости электродов и количества активных материалов, участвующих в токообразующих реакциях. Емкость батарей, определяемая при 20-часовом режиме разряда не позже четвертого цикла, должна быть не менее 95%, а необслуживаемых - 100% от номинального значения, при этом определение сухозаряженности считают первым циклом.

По мере естественного, изнашивания электродов, коррозии решеток и оплывания активной массы положительных электродов, уплотнения активной, массы.отрицательных электродов, деформации электродов, прорастания сепараторов и короткого замыкания, между электродами различной полярности, необратимой сульфатации, электродов и саморазряда аккумуляторов емкость стартерных аккумуляторных батареи постепенно уменьшается.

Срок службы батарей зависит от интенсивности эксплуатации автомобиля, уровня регулируемого напряжения генераторной установки, силы разрядного тока и.относительной продолжительности разряда, температуры окружающей среды и электролита, уровней вибрации и тряски.

Влияние интенсивности эксплуатации автомобилей (среднемесячного пробега автомобилей в тыс. км) на срок службы батарей (мес.) показано на рис. 2,54. Как правило, срок службы ограничивается коррозией решеток положительных электродов при малой интенсивности эксплуатации (до 5-6 тыс. км пробега в месяц). При более интенсивной эксплуатации на срок службы в большой степени влияют оплывание активной массы положительных электродов и короткое замыкание электродов по кромкам вследствие “прорастания” сепараторов из мипора. Влияние интенсивности эксплуатации транспортного средства на работоспособность батарей существенно и учтено при нормировании минимальных и гарантийных сроков службы. Срок службы батареи будет максимален при Поддержании в определенных пределах величины зарядного напряжения генераторной установки (рис. 2.55).

Чем больше сила тока и относительная продолжительность разряда при циклировании, тем больше глубина разряда и труднее восстановить необходимую степень заряженности батареи при последующем цикле подзарядки от генераторной установки. Средний уровень заряженности батарей в процессе эксплуатации будет ниже, что приведет к снижению сроков их службы. Срой службы аккумуляторных батарей уменьшается при увеличении плотности как разрядного, так и зарядного тока.

С другой стороны, при очень малых силах изрядного тока и продолжительности разряда возможен длительный перезаряд батарей, что также ведет к сокращению срока их службы.

Расчетная нагрузка системы электроснабжении зависит от количества и относительного времени включенного состояния потребителей электроэнергии на автомобиле или тракторе. Параметры генераторной установки выбираются из условия обеспечения положительного зарядного баланса аккумуляторной батареи, поэтому не допекается включение в систему электрооборудования дополнительных потребителей, которые могут нарушить баланс электроэнергии и привести к уменьшению срока службы батареи. Чтобы предотвратить увеличение относительного времени разряда аккумуляторной батареи при циклировании необходимо постоянно контролировать натяжение ремня привода генератора, не допуская его проскальзывания и соответствующего снижения частоты вращения ротора.

28. Т.2.2 Основные неисправности стартерных аккумуляторных батарей и причины их возникновения. Правила приготовления электролита.

Срок службы АБ определяется продолжительностью с начала эксплуатации до момента, когда ее емкость снизится до 40% от номинального значения

Основными причинами выхода из строя являются.

1. Окисление полюсных выводов, которое повышает сопротивление в цепи всех потребителей, особенно стартера, что ухудшает их работу. Окисленные выводы зачищают абразивной бумагой, зернистостью 60-80 и смазывают техническим вазелином.

2. Трещины в мастике, крышках и стенках моноблока, что приводит к понижению уровня электролита, отсюда окисление электродов и уменьшение емкости батареи. Трещины в мастике и крышке устраняют, а трещины в корпусе требуют более сложного ремонта после демонтажа. Лучший способ ремонта – замена.

3. Трещины во внутренней стенке моноблока вызывают замыкание электролитом разноименных групп электродов двух соседних аккумуляторов.

ЭДС двух соседних аккумуляторов, замыкающихся через электролит, будет равна 2 В. Ремонт заключается в замене моноблока.

4. Ускоренный саморазряд аккумулятора. Нормальный саморазряд характеризуется тем, что заряженная батарея в течение 14 суток и при температуре электролита равной 20 градусов по Цельсию теряет емкость не более 10%.

Причинами ускоренного саморазряда являются замыкание выводов грязью, электролитом на поверхности крышки, замыкание разноименных электродов осыпающимся активным веществом, металлические примеси в электролите.

Допустимый разряд летом 50%, зимой 25%. Основным средством уменьшения саморазряда является чистота и периодический подзаряд неработающей батареи, смена электролита.

5. Пониженная или повышенная плотность. При понижении плотности электролита увеличивается внутреннее сопротивление батареи и снижается ее емкость. В случае повышения плотности электролита ускоряется разрушение активного вещества и решеток электродов, что снижает срок службы и емкость. Необходимо периодически контролировать плотность в соответствии с окружающей температурой (очень холодная – 1.31, умеренная – 1.27, теплая влажная – 1.23).

6. Сульфатация пластин, которая приводит к образованию труднорастворимых кристаллов на поверхности электродов и на стенках пор активного вещества и снижение емкости. Сульфатированные электроды исправляют 2-3 разовыми длительными циклами заряд – разряд.

7. Преждевременное разрушение электродов происходит при длительном перезаряде, при замерзании воды в электролите, непрочном креплении АБ, при применении грязной кислоты.

8. Короткое замыкание разноименных электродов, которое происходит при разрушении сепараторов, большом выпадении активного вещества, обнаруживается по кипению электролита. Устраняется путем замены элемента АБ.

Приготовление электролита

Электролит приготовляется путем разведения аккумуляторной серной кислоты плотностью 1,83... 1,84 (ГОСТ667—73) в дистиллированной воде с допустимыми примесями.

Химическая чистота электролита оказывает существенное влияние на работоспособность и срок службы батарей. Загрязнение электролита такими вредными примесями, как железо, марганец, хлор и другие, приводит к повышенному саморазряду батарей, снижению отдаваемой емкости, разрушению электродов и преждевременному выходу батареи из строя. Поэтому для приготовления электролита запрещается применять техническую серную кислоту и загрязненную (недистиллированную) воду. При приготовлении электролита, приведении батарей в рабочее состояние и техническом обслуживании батарей в эксплуатации необходимо пользоваться только чистой посудой и соблюдать чистоту.

В исключительных случаях при отсутствии дистиллированной воды для приготовления электролита допускается использование снеговой или дождевой воды, предварительно профильтрованной через чистое полотно для очистки от механических загрязнений. Нельзя собирать воду с железных крыш и в железные сосуды.

Электролит следует готовить в стойкой к действию серной кислоты посуде (эбонитовой, фаянсовой, керамической), соблюдая при этом особую осторожность и правила техники безопасности. Применение железной, медной, цинковой или стеклянной посуды категорически запрещается.

Аккумуляторные батареи в зависимости от климатической зоны заливаются электролитом, имеющим плотность, указанную в графе 5 таблицы 3. Электролит требуемой плотности может быть приготовлен непосредственно из кислоты плотностью 1,83...1,84 г/см3 и воды. Однако при непрерывном вливании кислоты в воду происходит сильный разогрев раствора (80-90 °C) и требуется длительное время для его остывания. Поэтому для приготовления электролита требуемой плотности более удобно применять раствор кислоты промежуточной плотности 1,40 г/см3, так как в этом случае значительно сокращается время охлаждения электролита.

Заливку электролита в аккумуляторы нужно проводить в такой последовательности:

· снять защитный кожух полюсных выводов и крышку батареи (у танковых батарей и, автомобильных батарей типа 6СТ490ТР и 6СТ-190ТРН);

· очистить поверхность батареи от пыли;

· внешним осмотром убедиться в исправности моноблоков и ящиков и отсутствии дефектов в мастике (пузыри, трещины, отслоения);

· разгерметизировать батареи, для чего с пробок удалить герметизирующую пленку (если они ею заклеены), срезать герметизирующие выступы на полиэтиленовых пробках, вывернуть пробки и удалить герметизирующие диски (где они установлены). В батареях с автоматической регулировкой уровня электролита удалить укупорочные стержни, вывернуть пробки и плотно надеть их на вентиляционные штуцера. Герметизирующие диски и укупорочные стержни обратно не ставить. Следует помнить, что, если не удалить герметизирующие детали, возникнет опасность разрыва аккумулятора газами, выделяющимися при заряде;

· прочистить вентиляционные отверстия в пробках;

· залить в каждый аккумулятор электролит (рис. 36) небольшой струей. Для заливки применять фарфоровую, полиэтиленовую или эбонитовую кружку и стеклянную, полиэтиленовую или эбонитовую воронку.

Аккумуляторные батареи заливаются электролитом, имеющим плотность в зависимости от климатической зоны.

Температура электролита, заливаемого в аккумуляторные батареи, должна быть не ниже 15° и не выше 25°C.

В жаркой и теплой влажной зонах допускается заливка батарей электролитом с температурой до 35°C.

Заливать электролит следует небольшой струей до тех пор, пока зеркало электролита не коснется нижнего торца тубуса горловины. В батареи, не имеющие тубуса, заливку электролита производить до уровня на 15...20 мм выше предохранительного щитка для танковых и на 10...15 мм выше предохранительного щитка для автомобильных батарей.

Уровень электролита проверяется с помощью стеклянной трубки диаметром 5...6 мм с делениями. Погрузив трубку в электролит до упора в предохранительный щиток, нужно зажать пальцем верхний конец, затем приподнять ее: высота столбика в трубке соответствует уровню электролита в аккумуляторе.

Корректировка уровня электролита в аккумуляторах при заливке батарей упрощается при применении для этой цели резиновой груши со специальным наконечником. Груша имеет сменный эбонитовый наконечник в виде трубки с заглушённым нижним концом, в котором на некотором расстоянии от конца наконечника просверлено отверстие диаметром 2...2,5 мм. Практически нужно иметь четыре сменных наконечника с расстоянием отверстий от конца: 12, 15, 17 и 20 мм. Наконечник груши вводят в заливное отверстие крышки аккумулятора до упора в предохранительный щиток, после чего грушу сжимают и отпускают. Если уровень электролита ниже нормы, в отверстие наконечника будет засасываться воздух: в аккумулятор следует добавить электролит. Если уровень электролита выше нормы, излишек его будет отсасываться в грушу и уровень установится на нужной высоте над предохранительным щитком.

Автомобильные батареи с автоматической регулировкой уровня электролита следует заливать (при пробке, надетой на вентиляционный штуцер) до верхнего среза заливной горловины. После снятия пробки со штуцера уровень электролита снизится автоматически до установленной нормы.

– МЕЖОТРАСЛЕВЫЕ ПРАВИЛАПО ОХРАНЕ ТРУДА НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ –

2.1.6.3. Приготовлять кислотный электролит нужно в специальных сосудах (керамических, пластмассовых и т.п.), при этом необходимо сначала налить дистиллированную воду, а затем лить в нее кислоту тонкой струей. Переливать кислоту из бутылей следует только с помощью специальных приспособлений (качалок, сифонов и т.п.).

2.1.6.4. При приготовлении щелочного электролита сосуд со щелочью следует открывать осторожно, без применения больших усилий. Чтобы облегчить открывание сосуда, пробка которого залита парафином, разрешается прогревать горловину сосуда тряпкой, смоченной горячей водой.

2.1.6.5. Большие куски едкого калия необходимо дробить, прикрывая их чистой тканью, для предупреждения разлета мелких частиц. В чистый стальной (фарфоровый, пластмассовый) сосуд сначала наливают дистиллированную воду, затем при помощи стальных щипцов (пинцета, металлической ложки), кладут куски раздробленного едкого калия и перемешивают его до полного растворения стеклянной или эбонитовой палочкой.

29. Т.2.3 Назначение, устройство и работа генератора переменного тока. Основные неисправности генераторов переменного тока.

Устройство генератора показано на фото. Корпус (5) и передняя крышка генератора (2) служат опорами для подшипников (9 и 10), в которых вращается якорь (4). На обмотку возбуждения якоря напряжение от аккумулятора подается через щетки (7) и контактные кольца (11). Якорь приводится в движение посредством клинового ремня через шкив (1). При запуске двигателя, как только якорь начинает вращаться, создаваемое им электромагнитное поле индуцирует переменный электрический ток в обмотке статора (3). В выпрямительном блоке (6) этот ток становится постоянным. Далее ток через совмещенный с выпрямительным блоком регулятор напряжения поступает в электросеть автомобиля для питания системы зажигания, освещения и сигнализации, контрольно-измерительных приборов и др. Аккумуляторная батарея подключится к числу этих приборов и начнет подзаряжаться чуть позднее, как только электроэнергии, вырабатываемой генераторной установкой, станет достаточно, чтобы обеспечить бесперебойное функционирование всех потребителей.

УСЛОВИЯ РАБОТЫ И НЕКОТОРЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ ГЕНЕРАТОРА

Условия, в которых приходится работать генератору, благополучными никак не назовешь. На генератор попадают грязь, масло, влага, соль, вредное действие которых усугубляется высокими температурами воздуха в подкапотном пространстве. Чтобы свести влияние соляных “ванн” к минимуму, не допустить окисления выводных клемм генератора и потери по этой причине в них надежного контакта, рекомендуется держать крепления всех генераторных проводов под слоем какой-нибудь консистентной смазки. Особое внимание необходимо уделить натяжению и своевременной замене клинового или многоручьевого ремня привода генератора. Не следует допускать даже непродолжительную работу генератора с отсоединенной аккумуляторной батареей. Всплеск напряжения в сети, возникающий при отключении аккумулятора, например для проверки генератора, опасен практически для всех бортовых электронных устройств современных автомобилей. Не допускается и проверка работоспособности генератора на “искру” кратковременным соединением выводной клеммы с “массой” автомобиля. В этом случае через выпрямительный блок протекает слишком высокий ток, который способен вывести диоды блока из строя.

НЕИСПРАВНОСТИ ГЕНЕРАТОРА

Как говорилось выше, все генераторы похожи по конструкции. Следовательно, основные “болезни” генераторов и способы их “лечения” также будут примерно одинаковыми.

1. Повышенный шум при работе. Причиной шума, как правило, является износ или повреждение подшипников якоря. Первым из строя выходит обычно передний подшипник: сказываются большие нагрузки, приходящиеся на него, например, из-за чрезмерного натяжения приводного ремня. Обычно замена подшипников не вызывает серьезных затруднений, хотя для этого придется почти полностью разобрать генератор. После разборки следует обратить внимание на состояние посадочных отверстий под подшипники в корпусе и передней крышке генератора. Редко, но случается, что эти отверстия оказываются изношенными или деформированными. Если суммарный износ в посадочном отверстии и в подшипнике окажется больше зазора между якорем и статором, то якорь при вращении задевает за полюса статора, что недопустимо. Требуется замена не только подшипников, но и корпуса или передней крышки генератора. Для генераторов иномарок можно подобрать отечественный подшипник (подшипники выбирают по наружному и внутреннему диаметру, а также ширине). Например, для многих генераторов Bosch в переднюю опору якоря подходит подшипник 80203 от опоры первичного вала коробки передач “Волги”, а в качестве заднего можно использовать подшипник 180201 от генераторов ВАЗов, “Москвичей” и “Таврий”.

2. Генератор не дает зарядный ток. Об этом свидетельствует контрольная лампа на приборной панели, а также показания амперметра или вольтметра, если этими приборами оснащен автомобиль. Если ремень генератора нормально натянут и не проскальзывает, то самая вероятная причина неисправности — износ щеток или их зависание в щеткодержателе. Щетки не только изнашиваются сами, но изнашивают и контактные кольца, которые расположены на одном валу с якорем и вращаются вместе с ним. Понятно, что чем больше пробег, тем больше и износ, поэтому очень часто продолжительность службы генератора ограничивается именно долговечностью контактных колец. Остаточная высота щеток должна быть не менее 7 мм, после чего щетки подлежат замене. Как запчасти щетки часто продаются вместе со щеткодержателями. Если с поиском новых щеток, например, для генераторов иномарок возникли проблемы, то в качестве запасных частей можно использовать щетки от отечественных генераторов. Сначала придется извлечь щеткодержатель со щетками, отпаять провода щеток от контактных пластин. Далее, необходимо точно подогнать новую щетку к размерам старой, но это сделать нетрудно, поскольку материал щеток легко обрабатывается наждачной бумагой или надфилем. Осталось заменить изношенные детали на новые. В конце концов, временно может выручить графитовый стержень от круглой батарейки типа 373, но в этом случае самоделку лучше всего установить между контактным кольцом и остатком старой щетки. Если нарушения в работе генератора связаны с тем, что щетки туго перемещаются или вообще потеряли подвижность в гнездах щеткодержателя из-за попадания пыли, продуктов износа и другой грязи, то достаточно извлечь щеткодержатель и протереть поверхности его гнезд и щетки чистой салфеткой, смоченной в бензине. Относительно износа и подгорания контактных колец, то если этот процесс не зашел слишком далеко, можно ограничиться зачисткой колец шлифовальной шкуркой. При большом износе контактные кольца следует проточить и отшлифовать на станке.

3. Обрыв или межвитковые замыкания в обмотках якоря и статора. В этом случае генератор также не будет вырабатывать ток. Вообще говоря, обрывы и межвитковые замыкания в статорной обмотке и обмотке возбуждения якоря определяют с помощью омметра, но иногда обрывы можно обнаружить после разборки при внешнем осмотре. Особое внимание следует уделить состоянию мест пайки выводов катушки возбуждения к контактным кольцам, соединению проводов щеток с контактными пластинами и т.д. Если дефект обнаружен, то его устраняют с помощью паяльника. В случае замыкания обмоток на корпус, скорее всего, придется заменить якорь или статор в сборе, а то и генератор целиком.

4. Отказ выпрямительного блока. Если щеточный узел работает нормально, в электрических цепях и обмотках нет обрывов и замыканий, а генератор все равно не вырабатывает зарядный ток, то виновником неисправности, скорее всего, является выпрямительный блок. Неисправные диоды — основные элементы выпрямительного блока — могут либо вообще не пропускать ток (в случае обрыва), либо пропускать ток в обоих направлениях (в случае короткого замыкания). Отказавший выпрямительный блок подлежит замене.

5. Нарушения в работе регулятора напряжения. Дефекты в регуляторе напряжения проявляются в том, что генератор дает большой зарядный ток, и аккумулятор систематически перезаряжается (“кипит” электролит), либо ток, наоборот, слишком слабый, а то и вообще отсутствует. Между прочим, нарушения в работе регулятора напряжения — одна из самых распространенных неисправностей в системе генераторной установки. Работу регулятора можно проверить на автомобиле. Следует дать поработать двигателю 15 минут на средних оборотах, затем включить фары и с помощью вольтметра постоянного тока замерить напряжение между выводной клеммой и “массой” генератора. Если регулятор исправен, то замеренное напряжение должно лежать в пределах 13,5-14,5 В. В противном случае регулятор придется заменить.

30. Т.2.3 Типы, устройство и принцип действия регуляторов напряжения, применяемых в генераторах переменного тока.

Регуляторы поддерживают напряжение генератора в определенных пределах для оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Все регуляторы напряжения имеют измерительные элементы, являющиеся датчиками напряжения, и исполнительные элементы, осуществляющие его регулирование.

В вибрационных регуляторах измерительным и исполнительным элементом является электромагнитное реле.

У контактно-транзисторных регуляторов электромагнитное реле находится в измерительной части, а электронные элементы - в исполнительной части. Эти два типа регуляторов в настоящее время полностью вытеснены электронными.

Полупроводниковые бесконтактные электронные регуляторы, как правило, встроены в генератор и объединены со щеточным узлом. Они изменяют ток возбуждения путем изменения времени включения обмотки ротора в питающую сеть. Эти регуляторы не подвержены разрегулировке и не требуют никакого обслуживания, кроме контроля надежности контактов.

Регуляторы напряжения обладают свойством термокомпенсации - изменения напряжения, подводимого к аккумуляторной батарее, в зависимости от температуры воздуха в подкапотном пространстве для оптимального заряда АКБ. Чем ниже температура воздуха, тем большее напряжение должно подводиться к батарее и наоборот. Величина термокомпенсации достигает до 0,01 В на 1°С. Некоторые модели выносных регуляторов (2702.3702, РР-132А, 1902.3702 и 131.3702) имеют ступенчатые ручные переключатели уровня напряжения (зима/лето).