Общие понятия об устройстве аккумуляторных батарей

Аккумуляторные батареи, установленные на тепловозах, служат для пуска дизеля, а также для питания цепей управления и освещения при неработающем вспомогательном генераторе, На тепловозах используют батареи кислотные (свинцовые) типа 32ТН-450 и щелочные (никележелезные) типа 46ТПНЖ-550. В кислотных батареях в качестве электролита применен водный раствор серной кислоты, а в качестве материала электродов — окислы свинца.

В щелочных батареях в качестве электролита применен водный раствор щелочи — едкого кали, а материал электродов — соединение железа и никеля. Электрические характеристики батарей приведены в табл. 23.

Обозначения батарей типов 32ТН-450 и 46ТПНЖ-550 указывают: цифры 32 и 46 — число последовательно соединенных аккумуляторов, буквы Т — тепловозная, Н — намазная (конструкция свинцового электрода), НЖ — никележелезная, цифры 450 и 550 — емкость в ампер-часах.

Аккумулятор кислотный (рис. 91, а) состоит из эбонитового бака 2, в который помещены пластины, представляющие собой решетки, отлитые из свинца с примесью сурьмы (для увеличения механической прочности). На решетки намазывают пасту из свинца и его окислов. Пластины положительной полярности 7 и пластины отрицательной полярности 6 собраны в полублоки и спаяны при помощи боретки 11 с двумя выводными борнами 14. Количество пластин в отрицательном полублоке — 20, в положительном — 19. Между положительными и отрицательными пластинами устанавливают изоляцию (сепаратор) из стекловойлока 5 и из ребристого мипласта 3. Изоляцию укладывают так, что у положительной пластины с обеих сторон находятся стекловойлок и ребристая сторона винипластового сепаратора. Гладкая сторона винипластового сепаратора прилегает к отрицательной пластине. Такая укладка обеспечивает больший объем электролита у положительной пластины, рабочие процесс-ы у которой происходят более интенсивно, чем у отрицательной Сверху пластины накрыты сеткой 8 из перфорированного винипласта, которая предохраняет пластины от случайных замыканий посторонними предметами, могущими попасть через заливочное отверстие.

С боков на отрицательные пластины надеты П-образные изоляционные коробочки 4, которые предохраняют пластины от замыкания с боковых поверхностей (на кромках отрицательных пластин образуется губчатый свинец, создающий моотики между пластинами). На батареях более позднего выпуска выступающие края винипластового сепаратора предохраняют пластины от замыкания. Блоки пластин ставят на опорные призмы, имеющиеся на дне бака. В процессе эксплуатации активная масса пластин осыпается и призмы предохраняют их от короткого замыкания.

Сверху эбонитовый бак закрыт крышкой 12. Отверстие в середине крышки служит для заливки электролита и воды, замера уровня и плотности электролита. Отверстие закрыто пробкой 13 с вентиляционным отверстием для выхода газов наружу. Верхняя крышка уплотнена по всему периметру резиновой рамкой или шнуром 9 с заливкой кислотоупорной мастикой 10. Для смягчения ударов баки снаружи имеют резиновые амортизаторы 1. Аккумуляторы для .предохранения от ударов и удобства при эксплуатации устанавливают в деревянные ящики — по четыре в каждый ящик. Каждый аккумулятор имеет напряжение 2 В. Для получения необходимого напряжения их соединяют последовательно при помощи медных освинцованных шин, надеваемых на выводные борны и закрепленных гайками. Положительный борн одного аккумулятора соединяют с отрицательным борном другого.

В щелочных (никележелезных) аккумуляторах (рис. 91, б) применены пластины ламельной конструкции. Ламель представляет собой плоскую спрессованную коробочку из стальной ленты толщиной 0,1 мм, имеющую сплошную сетку мелких отверстий. Ламели соединены между собой в замок. Внутри ламелей находится активная масса. У положительных пластин в заряженном состоянии она состоит из смеси гидрата окиси никеля с графитом (графит добавляют для улучшения электропроводности). У заряженных отрицательных пластин активная масса состоит из чистого железного порошка.

Таблица 23

Разрядный режим

Разрядный ток, А

Напряжение в конце разряда на аккумулятор, В

Емкость при данном режиме, А’Ч

Кислотная батарея 32ТН-450 Десятичасовой ... ...

45

1,8

450

Пятичасовой .

68

1,7

340

Прерывистый толчками . . .

1700

1,0

70

Прокрутка (5 мин)....

900

1,45

75

Щелочная батарея 46ТПНЖ-550 Пятичасовой......

ПО

1

550

Прерывистый толчк ми .

2700

0,6

Прокрутка ..... . . ...

1000

1

8,5

Рис. 91. Аккумуляторы: а — кислотный; б — щелочной

Конструктивно щелочной аккумулятор состоит из положи-1 тельных 4 и отрицательных 2 пластин, помещенных в стальной бак 1, дно и боковые стенки которого имеют щелочестойкое покрытие. Всего пластин в аккумуляторе положительных 34, отрицательных — 36. Количество выводных борнов четыре, из них два положительных и два отрицательных Пластины одной полярности разделены на две группы': по 17 положительных и 18 отрицательных пластин; закреплены они на горизонтальной шпильке 12, стянуты гайками и подвешены на борне 7. В аккумуляторе таким образом расположено два полублока пластин положительной полярности 5 и два полублока отрицательной полярности 11.

Пластины различной полярности изолированы друг от друга перфорированной, гофрированной изоляцией 3 из винипласта. От бака пластины изолированы хлорвиниловой пленкой. Борны 7 блоков выведены через отверстия в баке и изолированы от него винипластовыми изоляционными кольцами 9 и резиновыми уплотнительными сальниками 10, которые представляют собой герметичный узел, препятствующий вытеканию электролйта из аккумулятора. Для заливки электролита в крышке 6 имеется горловина, закрываемая пластмассовой пробкой или металлической крышкой 8 с клапаном для выхода газов. Батарею собирают из 46 аккумуляторов, соединенных последовательно медными перемычками.

В связи с тем что пластины каждой полярности (полублок) внутри бака разбиты на две части, выводные борны одноименной полярности сверху крышки соединены медными перемычками, которые служат для выравнивания токов между этими борнами. Эти перемычки называют «уравнительными». На аккумулятор для изоляции надевают резиновый чехол 13.

Кислотные аккумуляторы имеют более высокое разрядное напряжение, конечное напряжение их при заряде составляет 2,4В (у щелочного — 1,6 В). Срок службы аккумуляторов на тепловозах ТЭЗ составляет два-три года.

Щелочные аккумуляторы обладают большой механической прочностью. Они не боятся тряски, ударов, глубоких разрядов, не портятся при коротких замыканиях, могут храниться в любом состоянии (заряженном, разряженном). Недостатки щелочных аккумуляторных батарей — большой габарит. В связи с увеличенным количеством аккумуляторов (напряжение одного аккумулятора 1,25 В) уход за ними трудоемок (замер напряжения, уровня электролита, долив воды). Электролит в них заменяют через один-два года.

В кислотных батареях электролитом служит раствор серной кислоты в дистиллированной воде или конденсате. Удельный вес (плотность) электролита должен быть в пределах 1,24—1,25. Электролит такой плотности замерзает при температуре минус 40°С. Электролит кислотных батарей можно практически не заменять в течение всего срока службы аккумуляторов при условии, если доливку ведут дистиллированной водой или конденсатом, отвечающим требованиям инструкции. Химические показатели его остаются на всем протяжении работы почти неизменными.

При р'азведении электролита, доливке дистиллированной воды и во- всех других случаях ухода за кислотными батареями следует применять посуду эбонитовую, керамическую, фаянсовую и изготовленную из винипласта. Запрещается пользоваться железной, медной или цинковой посудой, так как эти металлы растворяются в кислоте.

В щелочных батареях применяют раствор едкого кали с удельным весом 1,19—1,21 с добавкой (20 г на 1 л) моногидрата лития. Эту добавку производят только на лето для увеличения службы при повышенных температурах. В зимних условиях при температуре электролита минус 15°С применяют раствор чистого калия (без добавки лития) плотностью 1,27. При^низких температурах емкость щелочных батарей значительно падает, однако после достижения электролитом нормальной температуры (цеха) она восстанавливается. При приготовлении электролита может быть применена дистиллированная вода, конденсат или питьевая подщелоченная вода.

Щелочной электролит разводят в стальной или чугунной посуде. Запрещается использовать для этих целей оцинкованную, луженую, медную, свинцовую и керамическую посуду.

Ремонт электроизмерительных приборов | Ремонт электрооборудования тепловозов | Работы с батареями, выполняемые при техническом обслуживании ТО-2 и ТО-3 и текущем ремонте ТР-1