Презентация Электрооборудование автомобилей. Системы электроснабжения. Аккумуляторные батареи. (Урок 2) онлайн

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей Урок № 2 Тема: Системы электроснабжения. Аккумуляторные батареи

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей Системы электроснабжения. Аккумуляторные батареи План 1. Классификация аккумуляторных батарей. 2. Типы и условные обозначения стартерных аккумуляторных батарей. 3. Назначение и условия эксплуатации аккумуляторных батарей. 4. Устройство и принцип действия аккумуляторных батарей. 5. Основные характеристики аккумуляторных батарей . 6. Требования к стартерным аккумуляторным батареям. 7. Эксплуатация, диагностика и техническое обслуживание аккумуляторных батарей.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 1. Классификация аккумуляторных батарей Аккумулятор (лат. accumulator – собиратель) – это устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. В зависимости от вида накапли – ваемой энергии различают аккумуляторы:  электрические,  гидравлические,  тепловые,  инерционные. Электрические аккумуляторы слу- жат для накопления электрической энергии.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 1. Классификация аккумуляторных батарей В электрическом аккумуляторе электрическая энергия превращается в химическую с обратным преобразованием по мере надобности. Электрический аккумулятор – это химический источник электричес- кого тока многоразового пользования, работоспособность которого может быть восстановлена путем заряда, т.е. пропусканием тока в направлении, обратном направлению тока при разряде. Первые опыты по созданию электрических аккумуляторов были проведены в начале 19 века В.В. Петровым и И. Риттером. Большой вклад в разработку аккумуляторов внесли русские ученые Э.Х. Ленц, Д.А. Лачинов, Н.Н. Бенардос, П.Н. Яблочков. В мировой практике только по свинцовому аккумулятору к 1937 году зарегистрировано 20000 патентов. В 1900 году Т.А. Эдисон изобрел аккумулятор щелочного типа.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 1. Классификация аккумуляторных батарей Области применения аккумуляторов: 1 группа: свинцовые (кислотные) применяются в автомобильном транспорте, авиации, связи. 2 группа: кадмиево-никелевые и железо-никелевые (щелочные) используются в авиации, средствах связи, на электро- транспорте, в космических аппаратах и для питания переносной аппаратуры. 3 группа: серебряно-цинковые (щелочные) и 4 группа: серебряно-кадмиевые (щелочные – во всех группах КОH) применяются в авиации, средствах связи, киносъемочной аппаратуре.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 2. Типы и условные обозначения стартерных аккумуляторных батарей Стартерные свинцовые (кислотные) аккумуляторные батареи классифицируют по номинальному напряжению 6 и 12 В и номинальной емкости. На стартерные батареи наносят:  товарный знак предприятия – изготовителя,  тип (марку), условное обозначение батареи,  дату выпуска,  обозначение стандарта или технических условий. Условное обозначение 6СТ – 55ЭМ – Н. Первый элемент указывает на количество последовательно соеди- ненных аккумуляторов в батарее - 6, характеризует номинальное напряжение 62 = 12 В. Второй элемент указывает на назначение по функциональному признаку – СТ – стартерный аккумулятор.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 2. Типы и условные обозначения стартерных аккумуляторных батарей Третий элемент обозначения – число – указывает номиналь- ную емкость в ампер-часах – 55 А•ч. Буквы в условном обозначении означают: Э – моноблок из эбонита, Т – моноблок из термопласта, М – сепаратор из мипласта, Р – сепаратор из мипора, А – с общей крышкой, Н – не сухозаряженный, З – необслуживаемая. Отечественные стандартные батареи выпускаются номинальным напряжением 6 и 12 В и емкостью 45 – 190 А•ч

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 3. Назначение и условия эксплуатации аккумуляторных батарей Автомобильная аккумуляторная батарея предназначена для:  электроснабжения стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания,  электроснабжения других потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или недостатке развиваемой им мощности. Работая параллельно с генератором, аккумуляторная батарея:  устраняет перегрузки генератора,  устраняет возможные перенапряжения в системе электрооборудования в случае нарушения регулировки напряжения (выход со строя регулятора напряжения),  сглаживает пульсации напряжения генератора,  обеспечивает питание всех потребителей в случае отказа генератора,  обеспечивает возможность движения автомобиля за счет резераной емкости.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 3. Назначение и условия эксплуатации аккумуляторных батарей После разряда аккумуляторной батареи на пуск двигателя и питание других потребителей батарея подзаряжается от генераторной установки. Частое чередование режимов разряда и заряда – одна из характерных особенностей работы аккумуляторов на автомобиле. Обычно аккумуляторы сконструированы таким образом, чтобы развивать достаточную мощность в кратковременном стартерном режиме разряда при низких температурах. Однако на автомобилях, где установлено электро, радио, теле и термо- оборудование повышенного энергопотребления, аккумуляторы могут подвергаться длительным разрядам токами большой величины. Батареи на таких автомобилях должны быть устойчивы к глубоким разрядам.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 3. Назначение и условия эксплуатации аккумуляторных батарей На условия эксплуатации аккумуляторной батареи влияют:  температура электролита,  уровень вибрации и тряски,  периодичность, объем и качество технического обслуживания,  параметры стартерного разряда (величина тока, время),  уровень надежности и исправности электрооборудования,  продолжительность работы,  перерывы в эксплуатации. Наибольшее влияние на работу аккумуляторной батареи оказывает место размещения и способ крепления батареи на автомобиле.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 4. Устройство и принцип действия аккумуляторных батарей По конструктивному и функциональному признаку выделяют батареи:  обычной конструкции - в моноблоке с ячеечными крышками и межэлементными перемычками над крышками (а),  батареи в моноблоке с общей крышкой и межэлементными перемычками под крышкой (б,в,г),  батареи необслуживаемые – с общей крышкой, не требующие ухода в эксплуатации (г). Батареи в зависимости от требуемого напряжения содержат несколько последова- тельно соединенных аккумуляторов.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 4. Устройство и принцип действия аккумуляторных батарей В стартерных батареях собранные в полублоки 3 и 12 положительные 15 и отрицательные 16 электроды (пластины) аккумуляторов размещены в отдельных ячейках моноблока (корпуса) 2. Разнополярные электроды в блоках разделены сепараторами 9. Батареи обычной конструкции выполнены в моноблоке с ячеечными крышками 7. Заливочные отверстия в крышках закрыты пробками 5. Межэлементные перемычки 6 расположены над крышками. В качестве токоотводов предусмотрены полюсные выводы 8. В обычных аккумуляторах решетки электродов изготавливают методом литья из сплава свинца и сурьмы (4-5%) и добавлением мышьяка (0,1-0,2%). Для необслуживаемых аккумуляторных батарей для снижения интенсивности газообразования решетки электродов изготавливают из свинцово-кальциево-оловянистых или малосурьмянистых (до 2.5%) сплавов. Это повышает напряжение начала газовыделения до 2,4 В.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 4. Устройство и принцип действия аккумуляторных батарей Принцип работы аккумулятора состоит в следующем: В свинцовых аккумуляторах химические реакции описываются уравнениями: разряд PbO2 + 2H2SO4 + Pb  2PbSO4 + 2H2O, заряд PbO2 + 2H2SO4 + Pb  2PbSO4 + 2H2O, где PbO2 – двуокись свинца (диоксид свинца), окислитель, положительный электрод, Pb – губчатый свинец, восстановитель, отрицательный электрод, H2SO4 – водный раствор серной кислоты, электролит. В результате взаимодействия электролита с электродами на них возникает разность потенциалов. При подключении потребителя в аккумуляторе возникает разрядный ток. При этом ионы серно-кислотного остатка SO4 соединяются со свинцом электродов отрицательных и образуют на них сернокислый свинец PbSO4, а ионы водорода соединяются с кислородом, выделяясь на положительной пластине в виде воды.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 4. Устройство и принцип действия аккумуляторных батарей В результате электроды покрываются сернокислым свинцом, а серная кислота разбавляется образовавшейся водой, т.е. при разряде аккумулятора плотность электролита уменьшается. По плотности электролита можно определить степень разряженности аккумуляторной батареи Е = 0,84 + , где  - плотность электролита при t = 5°С. При прохождении электрического тока через аккумуляторную батарею в обратном направлении протекают обратные химические процессы. Ионы водорода, образующиеся в результате распада воды, взаимодействуют с сернокислым свинцом электродов. Водород, соединяясь с сернистым осадком, образует серную кислоту, а на электродах восстанавливается губчатый свинец. Выделяющийся из воды кислород, соединяется со свинцом положительной пластины, образует перекись свинца, содержание воды в электролите уменьшается, а содержание кислоты увеличивается, в результате плотность электролита повышается. Когда прекращается восстановление свинца на электродах, процесс зарядки заканчивается.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 5. Основные характеристики аккумуляторных батарей Основными характеристиками аккумуляторных батарей являются:  электродвижущая сила,  напряжение,  внутреннее сопротивление,  вольт - амперные характеристики и мощность,  емкость ,  энергия,  саморазряд.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 5. Основные характеристики аккумуляторных батарей Электродвижущая сила (ЭДС) аккумулятора представляет собой разность электродных потенциалов, измеренную при разомкнутой внешней цепи. ЭДС свинцового аккумулятора зависит от химического и физического свойств активных веществ и концентрации их ионов в электролите. На величину ЭДС влияет плотность электролита и очень незначительно температура. Зависимость ЭДС от плотности электролита в диапазоне 1,05 – 1,3 г/см*3 выражается формулой Е = 0,84 + . ЭДС не зависит от количества заложен- ных в аккумулятор активных материалов и от гео- метрических размеров электродов. Однако, ЭДС аккумуляторной батареи увеличи- вается пропорционально числу последовательно включенных аккумуляторов m ЕАБ = ЕА•m. Основной причиной изменения ЭДС является изменение плотности электролита.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 5. Основные характеристики аккумуляторных батарей Напряжение аккумулятора отличается от его ЭДС на величину падения напряжения во внутренней цепи при прохождении разрядного или зарядного токов. Разрядное напряжение Up = E - Ip•r. Зарядное напряжение Uз = E + Iз•r, где r – полное внутреннее сопротивление, Ом, Ip, Iз – разрядный и зарядный токи соответ- ственно. Зарядное напряжение больше разрядного напряжения и зависят от величины токов.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 5. Основные характеристики аккумуляторных батарей Полным внутренним сопротивлением аккумулятора принято называть сопротивление, оказываемое прохождению через аккумулятор постоянного разрядного или зарядного токов. Оно складывается из сопротивления электро- дов, электролита, сепараторов, межэлементных перемычек и других токове- дущих деталей. Сопротивление заряженных стартерных аккумуляторов находится в пределах 0,005 – 0,05 Ом. Сопротивление разряженной аккумуляторной батареи выше, чем заряженной.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 5. Основные характеристики аккумуляторных батарей Вольт – амперной характеристикой называют зависимость напряжения на выводах аккумуляторной батареи от величины разрядного тока. Уравнение вольт - амперной характеристики имеет вид: U = E - Iр •rб , где Iр - разрядный ток, rб - расчетное внутреннее сопротивление батареи. В режиме короткого замыкания напряжение на выводах батареи U = 0 и ток короткого замыкания Iк.з = U / rб. Мощность, развиваемая аккумуляторной батареей во внешнюю цепь Рб = U • Iр = E • Iр - Iр² • rб. Максимальную мощность аккумуляторная батарея развивает при равенстве сопротивлений внешней и внутренней цепей батареи. Увеличение внутреннего падения напряжения при снижении температуры электролита приводит к уменьшению мощности аккумулятора.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 6. Требования к стартерным аккумуляторным батареям Особенности режима работы «на электростартер» выделили автомобильные аккумуляторы в особый класс стартерных батарей. Они должны отвечать следующим требованиям:  высокая электродвижущая сила,  малое внутреннее сопротивление,  высокая механическая прочность,  работоспособность в широком диапазоне температур и разрядных токов,  небольшие потери энергии при длительном бездействии,  небольшие габариты и масса при большой емкости,  малые затраты труда и средств на техническое обслуживание. Стартерные свинцовые аккумуляторные батареи должны быть работоспособными при температуре окружающего воздуха от -40 до 60°С (обычной конструкции) и от -50 до 60°С (батареи с общей крышкой и необслуживаемые. Рабочая температура электролита не должна превышать 50°С. Срок службы аккумуляторов должен быть близким к срокам межремонтного пробега автомобиля.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 7. Эксплуатация, диагностика и техническое обслуживание аккумуляторных батарей Аккумуляторные батареи размещают:  под капотом двигателя легкового автомобиля,  под кабиной грузового автомобиля,  на расширенной подножке кабины,  за кабиной под кузовом,  под сиденьем в кабине грузовика. К аккумуляторной батарее должен быть предусмотрен свободный доступ для осмотра и обслуживания. Крепление батареи должно максимально предохранять ее от вибрации и тряски при движении автомобиля. При вибрации и тряске батарея не должна перемещаться по опорной плоскости. Посадочные места должны иметь амортизаторы и амортизационные прокладки. Не допустимо крепление батареи с упором в боковые стенки моноблока во избежание его разрушения.

Содержание слайда: Электрооборудование автомобилей 7. Эксплуатация, диагностика и техническое обслуживание аккумуляторных батарей Батарея должна размещаться возможно ближе к стартеру с целью уменьшения длины проводов. «Массовый» провод должен крепиться к двигателю или жесткой раме. Не допускается крепление «массового» провода к тонкой части кабины (менее 1,2 мм). Объем технического обслуживания зависит от конструкции батареи:  проверка уровня электролита,  добавление дистиллированной воды,  проверка плотности электролита,  измерение температуры электролита,  оценка технического состояния с помощью нагрузочной вилки,  зачистка и крепление стартерных проводов,  содержание батареи в чистоте,  проверка ее крепления.