Главная

Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЕ АККУМУЛЯТОРНЫ


СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЕ АККУМУЛЯТОРНЫ

I. Общие сведения и назначение

II. Технические данные аккумулятора

III. Основные понятия об электрохимических процессах в аккумуляторе

IV. Конструкция

V. Состав и приготовление электролита для авиационных аккумуляторов

VI. Инструкция по эксплуатации авиационных аккумуляторных батарей


VII.

Общие сведения и назначение

Авиационные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи относятся к химическим источникам тока.

Каждая авиационная аккумуляторная батарея состоит из 12 последовательно соединенных аккумуляторов (элементов). Это позволяет иметь на клеммах аккумуляторной батареи номинальное напряжение в 24 в.

В целях сокращения авиационные аккумуляторные батареи часто называют «авиационная батарея», «авиационный аккумулятор» или «батарея», «аккумулятор».

По назначению авиационные аккумуляторы разделяются на 2 группы:

1-я группа — бортовые аккумуляторы;

2-я группа — аэродромные аккумуляторы.

К бортовым авиационным аккумуляторам относятся следующие типы аккумуляторов 12-А-5, 12-А-10, 12-А-ЗО, 12-АСАМ-23, 12-САМ-28, 12-САМ-55.

Эти аккумуляторы устанавливаются на самолете и предназначаются:

а) для питания электроэнергией потребителей самолета, когда генератор не работает (например, при стоянках самолета или при выходе генератора из строя).

В этом случае бортовые авиационные аккумуляторы служат резервными источниками электроэнергии;

б) для автономного запуска двигателей самолетов. Последнее относится только к бортовым авиационным аккумуляторам типов 12-АСАМ-23, 12-САМ-28 и 12-САМ-55.

К аэродромным авиационным аккумуляторам относятся аккумуляторы типов 12-АО-50, 12-АО-52 и 12-АСА-145. Эти аккумуляторы устанавливаются на специальных тележках или автомобилях и предназначаются:

а) для запусков двигателей самолетов всех типов;

б) для проверки электрооборудования самолета перед полетом. Внешний вид аккумулятора приведен:

 

Типы и маркировка аккумуляторов

Все типы свинцово-кислотных аккумуляторных батарей обозначаются по единому правилу. Цифры перед буквами обозначают количество последовательно соединенных элементов в батарее, буквы обозначают область применения батарей; цифры, стоящие после букв, — емкость в ампер-часах при разряде на основном длительном режиме (5-, 10- или 20-часовом).

Авиационные аккумуляторные батареи разделяются на серии (А, АСАМ, САМ, АО, АСА).

Аккумуляторы серии САМ. К ним относятся 12-САМ-28, 12-САМ-55.

Эти аккумуляторы также собираются в прессованные моноблоки. Аккумуляторная батарея 12-САМ-55 состоит из двух самостоятельных шестиэлементных полубатарей, каждая из которых имеет свой номер.

12 — количество последовательно соединенных элементов;

САМ — стартерная авиационная моноблочная;

28, 55 —емкость в ампер-часах при 5-часовом режиме разряда. Наименование аккумуляторной батареи (или полубатареи) наносится на стенке моноблока эмалевой краской или выполнено рельефной надписью при отпрессовке моноблока.

Номер батареи (или полубатареи) также проставляется на положительном выводном контакте с помощью нумератора.

 

II. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ АККУМУЛЯТОРОВ

Авиационные аккумуляторные батареи в зависимости от области их применения и предъявляемых к ним требованиям, имеют различные характеристики.

Аккумуляторы серии САМ предназначены для работы в условиях:

а) высотности до 17 км у батарей 12-САМ-28 и до 18 км у батарей 12-САМ-55;

б) изменения внешней температуры от+50 до-50°С;

в) вибрации мест крепления с перегрузкой 2,5g и частотой колебаний 50 пер/сек

г) ударных перегрузок до 4g.

III. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ В АККУМУЛЯТОРАХ

Аккумуляторы относятся к химическим источникам тока, в которых энергия химического процесса преобразуется непосредственно в электрическую энергию.

Все химические источники тока (или элементы) делятся на первичные и вторичные.

В первичных химических источниках тока активные вещества вкладываются в совершенно готовом виде и в процессе разряда расходуются, превращаясь в другие вещества и образуя в процессе этого превращения энергию в виде электрического тока.

Процессы, протекающие в таких химических источниках, необратимы, т. е. при пропускании электрического тока от постороннего источника активные вещества не возвращаются в исходное со-стояние.

Примером таких химических источников тока служат гальванические, элементы для карманных фонариков, для питания радиоприемников и радиопередатчиков.

Во вторичных химических источниках тока или аккумуляторах активные вещества, израсходованные в процессе разряда, могут полностью восстанавливаться при пропускании электрического тока от постороннего источника (например, динамомашины).

Таким образом, аккумуляторы могут использоваться как источник тока многократно. Каждый раз после разряда аккумуляторы необходимо зарядить. В процессе зарядки происходит восстановление активных веществ аккумулятора, т. е. накопление (аккумулирование) энергии.

Таким образом, основой любого аккумулятора являются активные вещества (активные массы). Все остальные части аккумулятора являются конструктивными деталями, необходимыми для нормального многократного протекания в нем химических процессов. Активные массы аккумулятора находятся в пластинах той или иной конструкции.

В положительных пластинах (электродах) свинцового аккумулятора активным веществом является двуокись свинца PbO2, в отрицательных пластинах — металлический губчатый свинец Pb. Электролитом в свинцовом аккумуляторе служит раствор серной кислоты Н2SО4.

Все химические процессы в аккумуляторе происходят на границе между электролитом и частицами активных масс. Для этого активным массам аккумулятора придают очень пористое строение.

Будучи опущены в раствор серной кислоты, пластины приобретают определенный электрический потенциал по отношению к этому раствору и становятся электродами положительными и отрицательными.

Так как величина электрического потенциала разная для плюсового и минусового электродов, то при соединении электродов каким-либо проводником через этот проводник потечет электрический ток.

Установлено, что при разряде и на положительном и на отрицательном электродах образуется сульфат свинца PbSO4. Для образования сульфата свинца расходуется серная кислота электролита. Молекулы серной кислоты в водном растворе всегда диссоциированы на ионы: H2SO4↔2H’+SO4”

Поэтому с активными массами при разряде и зарядке реагируют не сами молекулы серной кислоты, а ионы. В этом случае электродные реакции будут выражаться следующими уравнениями.

Отрицательный электрод Pb+SO4”↔ PbSO4+2e

Положительный электрод PbO2+2H’+H2SO4↔ PbSO4+2H2O-2e

Следовательно, в процессе разряда на электродах образуется сульфат свинца, а в электролите вода. Поэтому при разрядке удельный вес электролита уменьшается. Это явление служит лучшим признаком для оценки состояния аккумулятора.

Процесс разряда должен был бы идти до тех пор, пока на электродах есть активные вещества, а в электролите - серная кислота.

Однако полного использования всех активных веществ добиться не удается, так как в процессе разряда продукты реакции (сульфат свинца) остаются на самих электродах. По накоплении их в значительном количестве они прекращают течение реакции разряда, так как обволакивают частицы активных масс, закрывают поры в ней и тем самым прекращают доступ электролита в глубь электрода.

Отношение веса активной массы, участвующей в реакции, ко всей активной массе называется коэффициентом использования активной массы.

При нормальных условиях коэффициент использования положительной активной массы меньше, чем отрицательной. Кроме того, существует еще коэффициент использования электролита, вернее, серной кислоты электролита. Этот коэффициент обычно значительно больше, чем для активных масс.

Полного использования серной кислоты из электролита добиться невозможно, так как вода, образующаяся при разряде, не проводит электрический ток.

Электродвижущая сила. Электродвижущая сила (ЭДС) аккумулятора является алгебраической разностью электродных потенциалов. Она измеряется как напряжение разомкнутой цепи аккумулятора (когда через аккуму-лятор не проходит ток).

Электродвижущая сила есть причина, вызывающая электрический ток в аккумуляторе. Она не зависит от конструкции аккумулятора и состояния пластин. Изменение величины электродвижущей силы зависит только от удельного веса и температуры электролита. С повышением удельного веса и температуры электролита ЭДС повышается. Свинцовый аккумулятор, имеющий электролит удельного веса 1,280 г/см3, при температуре 18°С обладает ЭДС, равной 2,12 в. Изменение температуры мало сказывается на величине ЭДС. Превалирующее значение имеет изменение концентрации удельного веса электролита.

При эксплуатации аккумулятора измерение ЭДС не представляет практического интереса. Обычно измеряют только напряжение аккумулятора.

Напряжение. Напряжением называется разность потенциалов, измеренная на электродах аккумулятора при прохождении через него электрического тока (зарядного или разрядного).

Напряжение меньше при разряде и больше при зарядке ЭДС аккумулятора на величину падения напряжения во внутренней цепи.

Падение напряжения во внутренней цепи аккумулятора зависит от омического сопротивления и ЭДС поляризации.

Омическое сопротивление слагается из сопротивления токопроводящих частей аккумулятора (решеток, штырей, межэлементных соединений), активных масс, электролита и сепараторов. Оно может быть измерено и вычислено. Обычно оно составляет сотые и тысячные доли Ома. Чем меньше омическое сопротивление аккумулятора, тем большими силами тока (при прочих равных условиях), аккумулятор может разряжаться.

Аккумуляторы серии САМ обладают чрезвычайно малым омическим сопротивлением, поэтому их можно разряжать большей силой тока.

Поляризацией аккумулятора называется уменьшение или увеличение ЭДС аккумулятора вследствие изменений, происходящих и активных массах при разряде или зарядке.

При разряде и зарядке активные массы изменяют свой состав. Происходят изменения и в электролите, что влияет на ЭДС аккумулятора.

Емкость. Емкостью аккумулятора называется количество электричества, выраженное в ампер-часах, получаемое от аккумулятора при разряде до допустимого напряжения.

Емкость определяется как произведение силы тока в амперах на длительность разряда в часах. За номинальную емкость аккумулятора принимается емкость при разряде длительным режимом (10- или 5-часовым) при температуре электролита +25С.

Емкость аккумулятора зависит от количества активной массы, коэффициента использования ее и от количества электролита.

Емкость аккумулятора зависит от количества активной массы, коэффициента использования ее и от количества электролита.

Если поместить в аккумулятор больше активной массы путем увеличения числа пластин или путем увеличения их толщины, то при прочих равных условиях от него получают большую емкость.

Коэффициент использования активной массы зависит от многих причин. Основные факторы, влияющие на коэффициент использования активной массы:

1.Пористость активных масс. Она задается при изготовлении пластин Для авиационных аккумуляторов применяются высокопористые активные массы, что способствует лучшему проникновению кислоты в глубь пластин.

2 Толщина пластин. Чем тоньше пластина, тем равномернее работает вся активная масса. У толстых пластин наружные слои работают значительно больше, чем внутренние, так как кислота лучше всего подводится именно к наружным слоям. В авиационных аккумуляторах, особенно новых конструкций, применяются тонкие пластины. Однако следует учитывать, что тонкие пластины имеют меньший срок службы.

3. Конструкция решетки пластин. Чем лучше жилки решетки отводят ток из активной массы, тем полнее и равномернее она используется.

4. Конструкция и материал сепараторов. Высокая пористость, малое электросопротивление сепараторов увеличивают коэффициент использования активной массы за счет лучшего использования объема электролита, находящегося в сепараторном зазоре.

5. Температура и удельный вес электролита. С понижением температуры вязкость электролита увеличивается, ухудшается его диффузия, что снижает, коэффициент использования активной массы. Удельный вес электролита определяет содержание серной кислоты в единице объема и тем самым влияет на емкость аккумулятора. Однако чрезмерно высокая концентрация электролита снижает коэффициент использования активной массы.

Чем тоньше пластины, тем губительнее сказывается чрезмерная концентрация электролита. По этой причине в аккумуляторах серии САМ применяется электролит удельного веса 1,260, а не 1,285 г/см3

Если аккумулятор серии САМ эксплуатировать с электролитом удельного веса 1,285 г/см3, то через некоторое время он резко снизит емкость.

6. Режим разряда. Чем больше разрядный ток, тем меньше коэффициент использования активной массы и тем меньше емкость аккумулятора. Изменение емкости аккумулятора в зависимости от силы разрядного тока приведено на фиг. 15.

Другие факторы (атмосферное давление, вибрация) мало влияют на емкость аккумулятора.

Саморазряд. Саморазрядом называется потеря аккумулятором емкости в бездействующем состоянии.

Следует различать два вида саморазряда. Если аккумулятор снаружи загрязнен или облит кислотой, водой и другими жидкостями, то создается возможность разряда аккумулятора через электропроводную пленку, находящуюся между клеммами или межэлементными соединениями. Этот вид саморазряда фактически ничем не отличается от обычного разряда, и легко устраним.

Аккумулятор, особенно находящийся в бездействии, следует содержать в чистоте, регулярно протирая его и нейтрализуя случайно попавшую на поверхность аккумулятора серную кислоту.

Второй вид саморазряда зависит от причин, находящихся в самом аккумуляторе. Саморазряд является нормальным явлением.

 

IV. КОНСТРУКЦИЯ

Аккумуляторная батарея, независимо от ее назначения, состоит из нескольких двухвольтовых аккумуляторов, которые часто в эксплуатации и производстве называют также элементарными, (в смысле конструктивной части батареи).

Каждый двухвольтный аккумулятор (элемент) состоит из положительных и отрицательных пластин. Пластины одной полярности спаяны между собой параллельно за специальные приливы — ушки свинцовым мостиком, который, в свою очередь, спаян с выводным штырем (борном). Все вместе: пластины, мостик и борн образуют так называемый полублок.

Два полублока из пластин разной полярности, вставленные один в другой так, чтобы полярность пластин чередовалась, образуют блок. Для изоляции в блоке разноименных пластин друг от друга между ними прокладываются сепараторы (фиг. 16)—тонкие пластины из пористого материала: мипора, мипласта или деревянного шпона.

Пластины элементов батарей представляют собой тонкие решетки (фиг. 17), отлитые из сплава свинца с сурьмой. Содержание сурьмы в сплаве около 6—8%. Сурьма вводится в сплав для придания большей механической прочности решетке и для улучшения литейных свойств сплава. Ячейки решеток заполнены активной массой, получающейся в результате электрохимической обработки

формировки специальной так называемой порошковой пасты, исходным материалом для изготовления которой служит свинцовый порошок. Таким образом, решетки служат основой, на которой закрепляется активное вещество, а также проводником тока. Строение решетки обеспечивает равномерное распределение тока по пластине во время зарядки и разрядки аккумулятора.

Собранные в бачках или моноблоках аккумуляторы (элементы) закрываются крышками и соединяются последовательно при помощи межэлементных соединений. Отрицательный полублок пер-вого элемента соединяется с положительным полублоком второго элемента, отрицательный полублок второго — с положительным полублоком третьего и т.д.

В результате такого соединения элементов общее номинальное напряжение на зажимах батарей равно сумме напряжений соединенных двухвольтовых элементов. Батарея, состоящая из 12 элементов, имеет номинальное напряжение 24 в.

1—отрицательна пластина, 2—сепаратор, 3-положительная пластина, 4—положительный полу блок, 5—отрицательный полублок, 6—опорные башмачки отрицательного полу блока, 7—борн (баретка), 5—блок, 9—предохранительный винипластовый щиток, 10—отражательный эбонитовый щиток, 11—крышка элемента, 12-шайба под пробку, 13—рабочая вентиляционная пробка, 14—моноблок, 15—опорные призмы положительного полу блока, 16—межэлементная перемычка, 17—выводная клемма с болтом, 18—шуруп, 19—шайба, 20—гайка, 21—резиновое уплотнение, 22—мастика заливочная.

АККУМУЛЯТОРОВ

Электролитом для свинцово-кислотных авиационных аккумуляторных батарей служит раствор, получаемый смешением аккумуляторной серной кислоты (ГОСТ 667-53) и дистиллированной воды.

Аккумуляторная кислота должна содержать вещества, восстанавливающие марганцовокислый калий, и выдерживать испытание п. 18 ГОСТ 667-53.

Применять техническую серную кислоту и другие кислоты с более высоким процентом примесей не разрешается.

Чистота электролита также зависит от качества применяемой воды. Для приготовления электролита и доливки батарей в процессе эксплуатации их необходимо применять дистиллированную воду.

Применение кислоты, воды или готового электролита с большим содержанием вредных примесей вредно сказывается на аккумуляторных батареях: приводит к преждевременному разрушению электродов (пластин), в первую очередь, положительных; усиленному саморазряду и сульфатации пластин.

Приготовление электролита. Приступая к приготовлению электролита, следует помнить, что серная кислота способна производить сильные ожоги тела и разъедать одежду и обувь. Поэтому нужно строго соблюдать правила по технике безопасности и пользоваться специальной одеждой: надевать резиновые перчатки и сапоги, резиновый или прорезиненный передник и защитные очки.

На аккумуляторных зарядных станциях (АЗС) всегда должны быть под руками холодная вода, 5%-ный раствор кальцинированной соды или нашатырного спирта и вата. Если крепкая кислота попала на кожу, необходимо немедленно вытереть ее чистой ветошью и сразу же промыть холодной водой и протереть 5%-ным раствором соды.

При попадании кислоты на одежду место, залитое кислотой, необходимо немедленно смочить 5%-ным водным раствором нашатырныйг спирта или 5%-ным водным раствором кальцинированной соды, затем промыть водой.

В баке для приготовления электролита вначале надо влить необходимое количество дистиллированной воды, затем при непрерывном перемешивании ее эбонитовой или стеклянной палочкой (или трубкой) вливать в нее тонкой струей небольшими порциями серную кислоту. Глаза работающего должны быть обязательно защищены очками.

Так как кислота тяжелее воды, то при вливании ее в воду она быстро опускается в нижние слои воды и при перемешивании равномерно растворяется, постепенно нагревая весь объем раствора. Этому способствует также то, что теплоемкость воды значительно выше, чем теплоемкость кислоты.

Когда вся кислота постепенно вылита в воду, раствор хорошо перемешивают охлаждают до 25°С, а затем отбирают пробу для определения удельного веса.

Удельный вес растворов измеряют при помощи специальных приборов - комплектных кислотомеров или при помощи ареометров и мензурок, как показано на фиг. 49. Чем больше плотность раствора, тем выше всплывает ареометр. При измерении удельного веса раствора необходимо следить за тем, чтобы ареометр не касался стенок сосуда ( стакана, пробирки или стеклянного цилиндра у комплексного кислотомера). При отсчете величины удельного веса мензурку с ареометром нужно держать на уровне глаза, в противном случае возможны ошибки при отсчете.

Если плотность приготавливаемого раствора выше требуемой, то следует долить в него дистиллированную воду для доведения плотности до нужной величины. Если плотность ниже требуемой, то в раствор долить кислоту.

 

СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЕ АККУМУЛЯТОРНЫ

I. Общие сведения и назначение

II. Технические данные аккумулятора

III. Основные понятия об электрохимических процессах в аккумуляторе

IV. Конструкция

V. Состав и приготовление электролита для авиационных аккумуляторов

VI. Инструкция по эксплуатации авиационных аккумуляторных батарей


VII.

Общие сведения и назначение

Авиационные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи относятся к химическим источникам тока.

Каждая авиационная аккумуляторная батарея состоит из 12 последовательно соединенных аккумуляторов (элементов). Это позволяет иметь на клеммах аккумуляторной батареи номинальное напряжение в 24 в.

В целях сокращения авиационные аккумуляторные батареи часто называют «авиационная батарея», «авиационный аккумулятор» или «батарея», «аккумулятор».

По назначению авиационные аккумуляторы разделяются на 2 группы:

1-я группа — бортовые аккумуляторы;

2-я группа — аэродромные аккумуляторы.

К бортовым авиационным аккумуляторам относятся следующие типы аккумуляторов 12-А-5, 12-А-10, 12-А-ЗО, 12-АСАМ-23, 12-САМ-28, 12-САМ-55.

Эти аккумуляторы устанавливаются на самолете и предназначаются:

а) для питания электроэнергией потребителей самолета, когда генератор не работает (например, при стоянках самолета или при выходе генератора из строя).

В этом случае бортовые авиационные аккумуляторы служат резервными источниками электроэнергии;

б) для автономного запуска двигателей самолетов. Последнее относится только к бортовым авиационным аккумуляторам типов 12-АСАМ-23, 12-САМ-28 и 12-САМ-55.

К аэродромным авиационным аккумуляторам относятся аккумуляторы типов 12-АО-50, 12-АО-52 и 12-АСА-145. Эти аккумуляторы устанавливаются на специальных тележках или автомобилях и предназначаются:

а) для запусков двигателей самолетов всех типов;

б) для проверки электрооборудования самолета перед полетом. Внешний вид аккумулятора приведен:

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-06-09

headinsider.info. Все права принадлежат авторам данных материалов.