2.3. Устройство стартерных аккумуляторных батарей

Стартерные аккумуляторные батареи состоят из отдельных аккумуляторов, соединенных между собой последовательно с помощью перемычек.

Каждый аккумулятор состоит из чередующихся отрицательных и положительных электродов, разделенных сепараторами и собранных в блок.

Блоки электродов каждого аккумулятора помещаются либо в отдельных ячейках моноблока, либо в отдельных баках из эбонита, устанавливаемых в деревянном ящике или в стеклопластиковом корпусе. Каждый аккумулятор закрывается отдельной крышкой, которая при сборке аккумуляторной батареи герметизируется с помощью специальной заливочной битумной мастики.

Для танковых аккумуляторных батарей кроме заливочной мастики для уплотнения крышек применяются резиновые уплотнительные прокладки (рамки).

Различные типы аккумуляторных батарей имеют свои конструктивные особенности, однако в их устройстве много принципиально общего. Устройство танковой аккумуляторной батареи показано на рис. 4, а устройство автомобильной аккумуляторной батареи — на рис. 5.

Устройство танковой аккумуляторной батареи
4. Устройство танковой аккумуляторной батареи

Устройство танковой аккумуляторной батареи

  1. крышка батареи
  2. отверстие для крепления крышки
  3. болт крепления защитного кожуха
  4. защитный кожух
  5. выступ для крепления крышки
  6. ящик батареи
  7. ручка
  8. щиток для крепления защитного кожуха
  9. предохранительный винипластовый щиток
  10. полюсные электроды батареи
  11. пробка заливного отверстия
  12. перемычка
  13. захват для крепления крышки батареи
  14. крышка аккумулятора
  15. гайка стяжной ленты
  16. борн
  17. предохранительный щиток
  18. мостик борна
  19. стяжная лента
  20. отрицательный электрод
  21. призма
  22. сепаратор
  23. положительный электрод
Устройство автомобильной аккумуляторной батареи
5. Устройство автомобильной аккумуляторной батареи

Устройство автомобильной аккумуляторной батареи

  1. моноблок
  2. электрод положительный
  3. сепаратор
  4. электрод отрицательный
  5. мостик
  6. щиток предохранительный
  7. борн
  8. свинцовая втулка
  9. отражатель
  10. крышка аккумулятора
  11. перемычка
  12. пробка вентиляционная
  13. полюсный вывод
  14. заливочная мастика
  15. шламовое пространство
  16. опорная призма

Электрод каждой полярности состоит из токоотвода и активной массы. Токоотводы электродов стартерных аккумуляторов отливают из свинцово-сурьмянистого сплава.

Для токоотводов положительных электродов некоторых типов батарей применяется свинцово-сурьмянистый сплав с небольшой добавкой мышьяка, что увеличивает коррозионную стойкость токоотводов. При изготовлении электродов ячейки токоотводов заполняются специальной пастой, которая после электрохимической обработки (формирования) превращается в пористую активную массу.

Электроды одной полярности о определенным зазором свариваются между собой в полублоки посредством свинцового мостика, к которому приваривается борн (рис. 6).

Блок электродов аккумуляторной батареи
6. Блок электродов аккумуляторной батареи
  • а - положительный полублок
  • б - отрицательный полублок
  • блок в сборе
  1. электрод
  2. свинцовый мостик
  3. борн

Полублоки положительных и отрицательных электродов собираются в блок электродов так, что положительные и отрицательные электроды чередуются. В собранном аккумуляторе крайние электроды, как правило, являются отрицательными. Поэтому полублок отрицательных электродов имеет на один электрод больше, чем полублок положительных электродов.

Блок электродов опирается выступами ("ножками") электродов на опорные призмы, имеющиеся на дне каждой ячейки моноблока или отдельного эбонитового бака. Таким образом, между нижними кромками электродов и дном имеется свободное пространство, необходимое для накапливания шлама (осадка, образующегося с течением времени из активной массы). Тем самым предотвращаются короткие замыкания разноименных электродов выпадающим шламом.

При сборке блока положительные и отрицательные электроды отделяются друг от друга микропористыми прокладками, которые называются сепараторами.

Сепараторы предохраняют разноименные электроды от коротких замыканий и обеспечивают необходимый запас электролита между электродами.

Сепараторы изготавливаются в виде тонких листов из мипора (микропористого эбонита на основе натурального каучука) или из мипласта (микропористого полихлорвинила) и имеют с одной стороны гладкую, а с другой ребристую поверхность (рис. 7). Ребристая поверхность сепаратора обращена к положительному электроду для лучшего доступа к нему электролита.

Сепаратор
7. Сепаратор

Размеры сепараторов несколько больше, чем размеры электродов, что предотвращает замыкания между кромками разноименных электродов. Для повышения срока службы положительных электродов в некоторых типах автомобильных и мотоциклетных батарей применяются комбинированные сепараторы — мипор или мипласт со стекловолокном. При этом сепаратор стекловолокном устанавливается к положительному электроду. Прилегая плотно к его поверхности, он предохраняет активную массу от оплывания.

Для предохранения верхних кромок сепараторов от механических повреждений (при измерении температуры, плотности и уровня электролита) сверху над сепараторами устанавливается перфорированный предохранительный щиток.

Каждый аккумулятор закрывается крышкой (рис. 8), изготовленной из эбонита или пластмассы. В двух крайних отверстиях для выводных борнов блоков электродов запрессованы свинцовые втулки, которые затем свариваются с борнами и перемычками, что создает надежное уплотнение. Среднее отверстие для заливки электролита закрывается резиновой пробкой, имеющей вентиляционное отверстие для выхода газа. Однако применяются также крышки (рис. 9) с автоматическим ограничением уровня электролита и отдельными вентиляционными отверстиями. Такие крышки закрываются глухой пробкой (без вентиляционного отверстия).

Крышка аккумулятора
8. Крышка аккумулятора

Крышка аккумулятора

  1. корпус
  2. отверстие для полюсного вывода
  3. пробка в разрезе
  4. пробка заливного отверстия с вентиляционным каналом
  5. уплотнительная резиновая шайба
  6. отражательный диск пробки
  7. свинцовая втулка
Крышка аккумулятора с автоматическим ограничением уровня электролита
9. Крышка аккумулятора с автоматическим ограничением уровня электролита

Крышка аккумулятора с автоматическим ограничением уровня электролита

  1. корпус
  2. отверстие для полюсного вывода
  3. пробка в разрезе
  4. вентиляционный штуцер
  5. пробка заливного отверстия
  6. уплотнительная шайба
  7. резиновая втулка
  8. свинцовая втулка

Для автомобильных аккумуляторных батарей, устанавливаемых на машинах, преодолевающих глубокие броды, применяются гидростатические пробки (рис. 10), предотвращающие попадание забортной воды в аккумуляторы.

Гидростатическая пробка
10. Гидростатическая пробка

Гидростатическая пробка

  1. корпус
  2. заглушка
  3. воздушная подушка
  4. отверстие для выхода газов
  5. крышка аккумулятора

При сборке батарей на заводе под пробки заливных отверстий подкладываются уплотнительные резиновые диски, создающие герметичность, необходимую при хранении батарей в сухом виде. У некоторых типов батарей герметичность обеспечивается за счет применения полиэтиленовых пробок с глухими выступами (рис. 11) на месте вентиляционного отверстия или с помощью заклейки вентиляционного отверстия пленкой.

При приведении аккумуляторных батарей в рабочее состояние глухие выступы над вентиляционными отверстиями срезаются, уплотнительные резиновые диски и пленки удаляются.

Полиэтиленовая пробка с глухим выступом
11. Полиэтиленовая пробка с глухим выступом

Полиэтиленовая пробка с глухим выступом

  • корпус
  • заглушка
  • воздушная подушка
  • отверстие для выхода газов
  • крышка аккумулятора

Выводные борны отдельных аккумуляторов последовательно соединяются между собой посредством перемычек (рис. 12) способом сварки. Борны, перемычки и выводы танковых, а также автомобильных (ЗСТ-215, 6СТ-182, 6СТ-190) батарей, рассчитанных на большие величины стартерных токов, имеют внутренние медные вкладыши, снижающие падение напряжения на перемычках. К выводным борнам крайних аккумуляторов навариваются полюсные выводы. В зависимости от назначения батарей применяются полюсные выводы в виде конусов или в виде проушин с отверстиями под болт.

Перемычки
12. Перемычки

Полюсные выводы батарей обозначаются знаками "+" (положительный) и "—" (отрицательный), такие же знаки ставятся на стенках моноблока (ящика) у полюсных выводов.

Танковые аккумуляторные батареи 6СТЭН-140М и 6СТ-140Р собираются из шести отдельных аккумуляторов, помещенных в общий деревянный корпус (ящик). Танковые батареи 12СТ-70М, 12СТ-70 и 12СТ-85Р собираются из двенадцати аккумуляторов. Каждые четыре аккумулятора собраны в четырехкамерный бак и три таких бака помещены в деревянный ящик или корпус из стеклопластика. Для повышения прочности деревянный ящик стянут двумя стальными лентами, проходящими между эбонитовыми баками батареи. Батареи 12СТ-85Р собраны в корпусе из стеклопластика (рис. 13). Полюсные выводы батарей в виде проушин с отверстиями под болт выведены на переднюю стенку корпуса и привернуты к нему двумя винтами. Полюсные выводы закрываются защитным кожухом, который крепится болтом к передней стенке корпуса батареи. Деревянные ящики батарей покрываются кислотостойким лаком БТ-783. Батареи закрываются деревянной прессованной крышкой (в батарее 12СТ-85Р крышка из стеклопластика).

Танковая аккумуляторная батарея 12СТ-85Р в корпусе из пресс-материала ДСВ-К-1 (стеклопластика)
13. Танковая аккумуляторная батарея 12СТ-85Р в корпусе из пресс-материала ДСВ-К-1 (стеклопластика)

Автомобильные аккумуляторные батареи (рис. 14... 25) собираются в моноблоках из эбонита или пластмассы с внутренними перегородками, образующими ячейки для каждого аккумулятора.

Автомобильная аккумуляторная батарея 3СТ-150. Общий вид
14. Автомобильная аккумуляторная батарея 3СТ-150. Общий вид
Автомобильная аккумуляторная батарея 3СТ-215. Общий вид
15. Автомобильная аккумуляторная батарея 3СТ-215. Общий вид
Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-45. Общий вид
16. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-45. Общий вид
Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-50. Общий вид
17. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-50. Общий вид
Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-55. Общий вид
18. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-55. Общий вид
Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-60. Общий вид
19. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-60. Общий вид
Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-75. Общий вид
20. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-75. Общий вид
Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-75 с зыкрытыми перемычками. Общий вид
21. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-75 с закрытыми перемычками. Общий вид
Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-90. Общий вид
22. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-90. Общий вид
Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-132. Общий вид
23. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-132. Общий вид
Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-182. Общий вид
24. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-182. Общий вид
Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-190. Общий вид
25. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-190. Общий вид

Мотоциклетные батареи (рис. 26 и 27) собираются в моноблоках из эбонита, полиэтилена и холодостойкого полипропилена.

Мотоциклетная аккумуляторная батарея 3МТ-8. Общий вид
26. Мотоциклетная аккумуляторная батарея 3МТ-8. Общий вид
Мотоциклетная аккумуляторная батарея 6МТС-9. Общий вид
27. Мотоциклетная аккумуляторная батарея 6МТС-9. Общий вид

Все аккумуляторные батареи большой емкости, имеющие массу более 30 кг, снабжены ручками для удобства переноски, снятия и установки на машину.

Для обеспечения работоспособности системы электрического пуска дизельных двигателей колесных машин и гусеничных транспортеров-тягачей при низких температурах окружающего воздуха разработана стартерная аккумуляторная батарея 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом. По габаритным и присоединительным размерам батарея на колесных машинах и гусеничных тягачах взаимозаменяема с серийными батареями 6СТЭН-140М, 6СТЭ-128 и 12СТ-70. Общий вид и устройство аккумуляторной батареи 6СТ-190ТРН показаны на рис. 28 и 29.

Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом
28. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом. Общий вид

Батарея собрана на тонких унифицированных электродах с увеличенным количеством активной массы. В сплав, из которого изготовлены токоотводы электродов, введена добавка мышьяка, позволившая увеличить срок их службы.

Устройство аккумуляторной батареи 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом
29. Устройство аккумуляторной батареи 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом

Устройство аккумуляторной батареи 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом

  1. полюсный вывод
  2. болт крепления защитного кожуха
  3. пробка аккумуляторная
  4. перемычка
  5. крышка батареи
  6. моноблок
  7. щиток предохранительный
  8. крышка аккумулятора
  9. реле температурное
  10. электрод положительный
  11. сепаратор
  12. электрод отрицательный
  13. призма вставная
  14. электронагреватель ЭНА-100
  15. ручка
  16. крышка коммутационной панели
  17. выводы электронагревателя ЭНА-100
  18. вывод температурного реле
  19. защитный кожух

В активную массу отрицательных электродов введен эффективный расширитель, позволивший повысить отдачу батареи в стартерном режиме разряда при низких температурах. В состав активной массы отрицательного электрода введен также ингибитор окисления свинца, что обеспечивает сохранение сухозаряженности батареи в течение одного года.

Для сокращения потерь энергии уменьшены зазоры между сепараторами и электродами, использованы сепараторы из мипора с высокой пористостью, перемычки и борны армированы медными вкладышами.

Моноблок батареи выполнен из полиэтилена низкого давления с наполнителем.

Каждый аккумулятор батареи 6СТ-190ТРН оборудован отдельным нагревательным элементом типа ЭНА-100 (электрический нагреватель аккумуляторный номинальной мощностью 100 Вт). Нагревательный элемент выполнен из графитированного шнура на основе вискозного кордного волокна в изоляции из фторопласта.

Нагреватели расположены в придонном пространстве под блоком электродов (рис. 30).

Электронагреватель ЭНА-100
30. Электронагреватель ЭНА-100

Устройство аккумуляторной батареи 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом

  1. выводы электронагревателя
  2. крышка аккумулятора
  3. блок электродов
  4. призма вставная
  5. электронагреватель ЭНА-100

Система обогрева батарей имеет два основных эксплуатационных режима:

  • форсированный разогрев батареи до температуры, при которой осуществляется надежный пуск стартером;
  • длительный подогрев с целью поддержания температуры батареи на уровне, обеспечивающем достаточную эффективность зарядно-разрядных процессов.
  • Номинальная мощность системы обогрева батареи составляет 600 Вт в режиме форсированного разогрева и 125 Вт в режиме длительного подогрева.

    Управление режимами обогрева осуществляется с помощью несложного коммутационного устройства, устанавливаемого вне батареи.

    Для предотвращения перегрева батареи внутри нее встроено температурное реле, отключающее нагревательные элементы от источника питания при достижении температуры электролита 15±5 °С.

    Питание системы обогрева аккумуляторных батарей предусматривается в движении от собственной генераторной установки машины, а на стоянке — от внешнего источника электроэнергии постоянного или переменного тока с номинальным напряжением 28.0 В.

    Особенности эксплуатации системы внутреннего электрообогрева аккумуляторных батарей 6СТ-190ТРН и основные рекомендации по применению режимов электрообогрева в условиях эксплуатации батарей на машинах приведены в других статьях раздела.