Утеплення і підігрів акумулятора або що робити, якщо замерз акумулятор.
При експлуатації автомобіля в холодних кліматичних районах повинні бути прийняті спеціальні заходи для підтримки сприятливого температурного режиму акумулятора. При низьких температурах навколишнього повітря акумулятор (АКБ) необхідно утеплювати або підігрівати, що здійснюється різними способами.
Частково вирішенням проблеми збереження високої температури акумулятора при його обслуговуванні є його розміщення в утепленому відсіку (контейнері), що має подвійні стінки, простір між якими заповнюється повстю, поролоном або будь-яким іншим теплоізоляційним матеріалом. Теплоємність акумулятора досить висока, тому при приміщенні його в контейнер з теплоізольованими стінками швидкість падіння температури електроліту буде настільки мала, що акумулятор збереже працездатність після стоянки автомобіля на відкритому майданчику протягом 10 - 12 год (при температурі навколишнього повітря до -50 ° С). При такому способі утеплення температура електроліту в батареї практично не падає нижче 0 ° C за 10 - 12 год роботи машини при температурі повітря -40 ° С.
При товщині теплоізоляційного шару пінопласту в 20 мм показники стартерного розряду після добової стоянки автомобіля в 4 рази вище в порівнянні з неутепленими акумуляторами. Ефективність утеплення акумулятора тим вище, чим більше товщина теплоізоляційного матеріалу.
При русі автомобіля, температура під капотом в місцях установки акумулятора коливається в межах 20 - 40 ° С. При тривалому русі або стоянці автомобіля зі зміною температури навколишнього повітря, змінюється температура електроліту акумулятора. Внаслідок високої теплоємності електроліту і малої теплопровідності матеріалу моноблоків, температура електроліту протягом доби змінюється менше, ніж температура навколишнього середовища. При тривалій стоянці автомобіля середньодобові температури батареї і навколишнього середовища зазвичай рівні.
Для нормальної роботи батареї при зовнішній установці недостатньо одного утеплення за допомогою контейнера - необхідний підігрів акумулятора.
Експлуатація акумуляторів.
У зимовий час доводиться рахуватися з можливістю замерзання електроліту в акумуляторних батареях під час стоянки машин. Якщо замерз електроліт в акумуляторі, можуть зруйнуватися банки елементів і висипатися активна маса з решіток пластин, тобто акумулятор може вийти з ладу.
Небезпека замерзання електроліту є тим більшою, чим сильніше розряджена акумуляторна батарея. Внаслідок цього в зимовий час, навіть в зонах помірного клімату, що працює при мінусовій температурі акумулятор необхідно підтримувати повністю в зарядженому стані.
Якщо батарея (АКБ) не може дати струм в кілька сот ампер для пуску холодного двигуна, то це не означає, що вона повністю розряджена. При низьких температурах і форсованих розрядах фактична ємність зменшується. В таких умовах батарея, яка здається розцяцькованої з електротехнічної точки зору, - далеко не розряджена з електрохімічної точки зору. Її електроліт має достатню щільність, і небезпека замерзання може бути невелика.
В акумуляторної батареї швидше охолоджуються хороші провідники тепла (електроди, струмопровідні деталі, висновки). Тому швидше охолоджується і замерзає електроліт у пластин, утворюючи крижану кірку, що перешкоджає протіканню електричних процесів. Опір батареї різко збільшується, а напруга на висновках зменшується. Отримати струми великої сили від такої батареї неможливо, і батарея не може забезпечити пуск двигуна, однак може живити систему запалювання. Заморожування електроліту з електротехнічної точки зору не викликає серйозних змін в батареї, якщо не брати до уваги тимчасове зниження ємності. Після підігріву акумулятор відновлює ємність.
Заряджати замерзлу батарею не слід, так як іони Н і ОН не матимуть доступу до активних речовин. У цих умовах електричний струм, що проходить через акумуляторну батарею, буде викликати тільки електроліз води з виділенням водню і кисню. Гази не можуть вийти або повільно проходять через шар замерзлого електроліту і при цьому захоплюють крапельки рідини, тому відбувається досить сильне піноутворення, піна виходить назовні і покриває батарею зверху. До початку заряду батарею слід відігрівати, так як заряд замороженої батареї може викликати вибух, якщо на поверхні електродів утворюється крижана кірка, яка не пропускає гази.
При однаковій щільності електроліту в акумуляторі його замерзання не повинно було б приводити до розриву моноблока, так як при охолодженні в електроліті утворюються не кристали самого електроліту, а кристали води. Ці кристали ізольовані, вони розділені рідиною, що представляє собою електроліт, збагачений кислотою внаслідок виділення води в лід. Отже, в розчині не утворюється суцільного льоду, а є дисперсна фаза кристалів, причому залишився розчин вже не замерзає, так як він став більш насиченим і його температура замерзання вище. На практиці, однак, спостерігається інша картина. Щільність при розряді менше в порах, електроліт в порах замерзає і розриває активні речовини, тоді як вільний електроліт між електродами знаходиться в рідкій фазі.
При низьких температурах різко погіршуються умови заряду акумуляторних батарей. Холодні акумуляторні батареї постійно недозаряжаются. Навіть при температурі -10 ° С батарея, розряджена на 50%, може бути заряджена до 60-70% номінальної ємності, не кажучи вже про більш низьких температурах.
Умови відновлення ємності батареї при низькій температурі погіршуються через зменшення ККД заряду, зниження зарядного струму при зростанні внутрішнього опору батареї.
При температурі -30 ° С зарядний струм сучасної батареї від генераторної установки при напрузі 14,5 В становить всього 3-5% від зарядного струму батареї при температурі електроліту 20-25 ° С і ступеня заряджене ™ 75%. При експлуатації автомобіля в умовах низьких температур неутеплений акумулятор не приймає заряд струмом розрахункового напруги, і для забезпечення підзарядки доводиться збільшувати регульоване напруга. Це веде до роботи електроустаткування в непередбаченому режимі і, як наслідок, до відмов в роботі виробів. Наслідком завищення регульованого напруги неминуче будуть перезаряд батареї при підвищенні температури зовнішнього повітря і різке зменшення терміну служби. Підвищення напруги генераторної установки для поліпшення зарядних характеристик батареї при низьких температурах призводить до різкого скорочення терміну служби ламп і напівпровідникових приладів.
Батарея може не приймати зарядний струм, який здатний віддавати генератор. Відносна сила струму заряду 13 в мА / А-ч, який буде приймати батарея з гратами електродів з малосурм'янистих сплавів в циклічному разрядно-зарядному режимі і ступеня зарядженості 75%, різко зменшується як зі зменшенням напруги заряду (на виводах батареї), так і з зниженням температури (рис. 2.41). При безперервному режимі заряду зарядний струм буде ще менше, ніж при циклічному зарядно-розрядному режимі (при цитуванні), так як в другому випадку має місце зниження зарядної поляризації. Зміна відносного зарядного струму 13 в циклічному режимі необслуговуваних батарей в залежності від ступеня зарядженості АСЗ при різних температурах електроліту і напрузі заряду 14 В.
Зарядні характеристики батарей з гратами електродів з малосурм'янистих сплавів помітно відрізняються від зарядних характеристик звичайних батарей, особливо при позитивних значеннях температури електроліту.
Таким чином, заряд акумулятора при низьких температурах йде дуже повільно, що при великих навантаженнях створює значні труднощі в забезпеченні позитивного балансу електроенергії на автомобілі в зимовий період експлуатації.
При підвищеній температурі електроліту швидше руйнуються електроди, прискорюється сульфатация. Для зниження хімічної активності електроліту його щільність в жарких і теплих вологих кліматичних районах знижують. Підвищення температури викликає інтенсивне випаровування води з електроліту. Під впливом сонячних променів і високої температури зменшується міцність моноблоків, кришок, герметизуючої мастики.
Влітку в умовах жаркого клімату періодичність доливання дистильованої води в батареї традиційного виконання зменшується до 5-7 діб, тоді як в районах з помірним кліматом ця періодичність становить 12-15 діб. Необхідність більш частого контролю рівня електроліту і доливання дистильованої води виникає і при експлуатації в районах жаркого клімату необслуговуваних батарей, так як збільшення напруги початку розкладання води на повітря і кисень за рахунок застосування малосурм'янистих сплавів не знижує швидкості випаровування води з електроліту при підвищених температурах. При експлуатації необслуговуваних акумуляторів в районах жаркого клімату рекомендується вимірювати рівень електроліту 1 раз в 2-4 місяці. Тривалість періоду між наступними один за одним доповненнями дистильованої води залежить також від інтенсивності експлуатації автомобіля.
Швидше в районах з жарким кліматом перегріваються батареї, виконані в моноблоках з темним забарвленням і встановлюються зовні, коли вони не захищені від прямого попадання сонячних променів. При температурі навколишнього повітря в тіні 45-47 ° С температура знаходяться на сонці батарей в ебонітових моноблоках чорного кольору дуже швидко зростає до 60-65 ° С.
Регульоване напруга генераторних установок для районів з жарким кліматом повинен бути знижений до значення, при якому виключається тривалий перезаряд батарей. При одних і тих же рівнях регульованого напруги через багаторазове прискорення процесу зниження рівня електроліту акумуляторів, експлуатованих при підвищених температурах, термін служби акумуляторів різко зменшується, в основному, у зв'язку з прискореним руйнуванням решіток позитивних електродів.
Підключена паралельно генераторної установки батарея працює в режимі цитування - чергування розрядів і зарядів. Це пов'язано з тим, що частота обертання генератора при сталості передавального числа до двигуна змінюється в широких межах, а генератор здатний віддавати електроенергію тільки при частоті, більшої частоти початку віддачі.
Токи і тривалість безперервного заряду і розряду акумуляторної батареї під час руху автомобіля залежать від частоти обертання ротора генератора, потужності включених споживачів, ступеня зарядженості і температури електроліту батареї. Частота обертання ротора генератора, в свою чергу, залежить від частоти обертання колінчастого вала.
Генератор повинен компенсувати електроенергію, віддану акумуляторною батареєю в період розряду. Кількість електроенергії, яке отримує батарея в період заряду, залежить відтоків заряду і попереднього розряду, напруги генераторної установки, температури електроліту, величини ПР і ККД батареї.
Час безперервного розряду коливається в межах від 2 до 20 с, а заряду - від 0,1 до 20 хв залежно від дорожніх умов. Середня тривалість одного циклу тц = Тр + Т3 в міських умовах становить 0,7-1,5 хв, а за містом - 10-12 хв.
Правильний вибір параметрів генераторної установки з урахуванням номінальної ємності батареї і режимів роботи споживачів енергії на автомобілі повинен забезпечувати позитивний баланс електроенергії стосовно найбільш характерних умов експлуатації машини. Позитивний зарядний баланс виключає експлуатацію батареї протягом тривалого часу з недостатнім ступенем зарядженості. Правильно обраний рівень регульованого напруги генераторної установки виключає тривалу роботу батареї в режимі перезарядження. При експлуатації батареї з низьким ступенем зарядженості більше швидкість корозії решіток позитивних електродів. При тривалих перезарядити відбувається прискорене опливаніе активної маси електродів. В обох випадках помітно скорочується термін служби батареї.
Акумулятор в системі електропостачання є також згладжує фільтром пульсацій напруги генераторної установки і перенапруг в системі електроустаткування на перехідних режимах. До перехідними режимами відносяться період початкової віддачі генератором енергії, включення окремих потужних споживачів. Роль акумуляторної батареї особливо зросла у зв'язку із застосуванням генераторів змінного струму і широким впровадженням електронних пристроїв.
Слід підкреслити, що в свій час перехід на генератори змінного струму сприяв збільшенню терміну служби батарей на автомобілях в широкому діапазоні зміни інтенсивності експлуатації в тис. Км / міс. Це стало можливим завдяки меншим частотам початку віддачі енергії генераторами змінного струму в порівнянні з генераторами постійного струму, що дозволяє підтримувати більш високий рівень зарядженості батареї.
Підзаряд акумуляторної батареї на автомобілі відбувається при сталості напруги. При підключенні розрядженою батареї до зарядного пристрою з постійною напругою різко збільшується зарядний струм. Через кілька хвилин заряду сила струму стабілізується. Чим більше тривалість безперервного заряду, тим менше середня сила струму заряду. При циклировании під час руху автомобіля середня сила розрядного струму істотно більше (в 2-3 рази) його сталого значення.
Максимальна сила струму заряду, яку може забезпечити генераторна установка при певній частоті обертання ротора генератора, являє собою різницю між струмом генератора і струмом включених споживачів електроенергії. Батарея не завжди може прийняти той зарядний струм, який здатна забезпечити генераторна установка.
Для підтримки певного рівня зарядженості батареї генератор повинен повідомити їй кількість електрики, яке батарея віддала під час попереднього розряду. При русі автомобіля ступінь зарядженості акумуляторної батареї коливається біля якогось середнього сталого значення. Якщо середнє значення ступеня зарядженості 75%, то при початковій ступеня зарядженості як 50, так і 100% внаслідок саморегулювання зарядного процесу (зарядного струму) через 7-8 ч роботи батареї на автомобілі її ступінь зарядженості наближається до середнього значення. Встановлена ступінь зарядженості батареї буде тим вище, чим вище рівень регульованого напруги генераторної установки, температура електроліту, і чим менше сила струму і час циклу розряду. Цим і пояснюється зниження рівня зарядженості батареї на автомобілі взимку навіть при виконанні рекомендацій за величиною регульованого напруги генераторної установки (рис. 2.45). Середній рівень зарядженості помітно знижується в міру старіння акумуляторної батареї.
Купити зараз