90 / 203
положительных и отрицательных пластин, которые размещены в стальном сосуде (банке) 7.
Пластины представляют собой ламели (коробочки), соединенные
между собой в замок и
укрепленные стальными ребрами 8, к которым приварены контактные планки. Пластины
изолированы перфорированными сепараторами 7 и резиновыми шнурами. Каждый блок
имеет два борна 6, выведенных через отверстия в крышке и изолированных винипластовыми
и резиновыми кольцами, препятствующими вытеканию электролита. Банка 1 аккумулятора
окрашена снаружи эпоксидной эмалью и защищена резиновым чехлом (изоляция банки 2). В
заряженном аккумуляторе активными элементами являются гидроксид никеля (NiO) –
положительный электрод и железо (Fe) – отрицательный электрод. В качестве электролита
используется 20%-ный водный раствор гидроксида калия (КОН) или натрия (NaOH)
плотностью 1,19... 1,21 г/см
3
с добавкой 20 г/л гидроксида лития (LiOH), улучшающего
условия работы активной массы. Электролит приготовляют в стальной сварной емкости.
Запрещается
пользоваться оцинкованной, луженой, медной, свинцовой или керамической
емкостью. Электролит щелочных аккумуляторов в реакции не участвует, плотность его во
время работы батареи не изменяется. Это несколько осложняет контроль за состоянием
батареи в эксплуатации. Недостатком щелочных аккумуляторов можно считать большую
массу и плохую работу при понижении температуры электролита до 0°С.
Рис. 9.2. Варианты исполнения щелочного аккумулятора.
1 – банка; 2 – изоляция банки; 3 – блок пластин; 4 – клапан; 5 – крышка клапана;
6 – борн; 7 – сепараторы; 8 – стальные ребра; 9 – пробка.
Никель-железные аккумуляторы имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с
кислотными:
• больший срок службы (до 10 лет);
• изготовляются из
менее дефицитных материалов;
• способны выдерживать большие зарядные и разрядные токи без ущерба для аккумулятора и
без значительного снижения полезной емкости;
• отсутствие сульфатации, губительно действующей на кислотные аккумуляторы;
• большая механическая прочность;
• нечувствительность к замерзанию электролита;
• простота обслуживания и ремонта.
В настоящее время существует технология изготовления безламельных аккумуляторов,
позволяющая отказаться от запрессовки активной массы в металлические ламели. Уход за
батареей в эксплуатации сводится к доливке дистиллированной
воды и содержанию
аккумуляторов в чистоте. Аккумуляторы не требуют ремонта, уход за ними сводится к
промывке при содержании в электролите углекислоты более 17,5 г/л. Разработаны методы
восстановления щелочных аккумуляторов, имеющих пониженную емкость. Для
91 / 203
аккумуляторов обоих типов характерно снижение полезной емкости с увеличением тока
разряда. У кислотных аккумуляторов это явление особенно резко выражено и связано со
снижением плотности электролита в пограничных с пластинами слоях. В
результате
происходит увеличение внутреннего сопротивления и падение напряжения в аккумуляторе.
У щелочных аккумуляторов ухудшение характеристик связано с процессом поляризации
электродов. Это явление усиливается при разряде батареи на стартерный (пусковой)
электродвигатель, когда весь процесс протекает за 5...20 с, т.е. за время, недостаточное для
равномерной диффузии электролита в элементах. Емкость батареи, затрачиваемая на один
пуск дизеля, не превышает 4 Ач, но общая полезная емкость после пуска практически
уменьшается в несколько десятков раз. С течением времени плотность электролита
выравнивается и полезная емкость восстанавливается, хотя и не полностью.
Поэтому
необходима выдержка между пусками дизеля 2...3 мин. С понижением температуры
проводимость электролита уменьшается, что приводит к росту потерь внутри батареи и
ограничивает полезную емкость (рис. 9.3). Кроме того, при пониженной температуре
увеличивается плотность электролита, ухудшается его
циркуляция в аккумуляторе и
снижается полезная емкость, которую может отдать аккумулятор при разряде. Особенно
неблагоприятно понижение температуры сказывается на работе кислотных аккумуляторов,
плотность электролита которых находится в прямой зависимости от степени заряда.
Следовательно, внутреннее сопротивление батареи зависит от остаточной емкости и
плотности электролита одновременно. У щелочных аккумуляторов внутреннее
сопротивление практически зависит только от остаточной емкости,
поэтому работа
щелочных элементов более устойчива.
Рис. 9.3. Зависимость емкости аккумулятора от температуры электролита.
ЖН – электролит КОН, плотность 1,18 г/см
3
; С – электролит H
2
SО
4
, плотность 1,24 г/см
3
Необходимость сохранить достаточное для пуска дизеля напряжение в любых условиях
эксплуатации и при больших разрядных токах заставляет увеличивать размеры и количество
пластин в аккумуляторе. Одновременно с увеличением рабочей поверхности пластин
возрастает номинальная емкость, так как увеличивается количество активных материалов.
Рост номинальной емкости является в данном случае желательным, так как компенсирует
снижение емкости под воздействием низкой температуры и разрядного тока. Однако это
приводит к увеличению массы и стоимости аккумуляторов. Анализ
процесса пуска дизеля
показывает, что пиковый ток значительно превосходит необходимый для создания «момента
отрыва» вала дизеля и может быть значительно уменьшен, что приведет к улучшению
условий работы аккумуляторов без ухудшения пускового режима. Существует несколько
способов уменьшения пикового тока. Наибольшее распространение получило параллельное
включение аккумуляторных батарей двух секций тепловоза. При такой схеме пуска пиковый
ток аккумуляторов сокращается в два раза. Разряд батареи при прокрутке вала может быть
резко сокращен применением в схеме ускорителя пуска – устройства, выставляющего рейки
топливных насосов «на подачу» до начала работы регулятора частоты вращения вала дизеля.
Аккумуляторные батареи, используемые в пассажирских вагонах, служат для питания
энергией основных потребителей на стоянках и воспринимают на себя пиковые нагрузки при
92 / 203
работающем генераторе, чем поддерживают заданный уровень напряжения.
Вагонные
аккумуляторы могут быть как кислотными, так и щелочными, которым отдается
предпочтение. При напряжении в электрических цепях вагона 50 В устанавливается 40
щелочных или 26 кислотных аккумуляторов, а при 110 В – 56 кислотных или 86 щелочных
аккумуляторов, соединенных последовательно. В электрических цепях вагонов
используются в основном следующие типы аккумуляторов:
кислотные: ВН-440 (Россия), ВГТ-390 (Германия), RPg-300 (Индия); щелочные: ВНЖ-300У2
(Россия), 915633-375 (Германия).
На отечественных электровозах и мотор-вагонных поездах используются аккумуляторы типа
КН-125, из которых составляются батареи 40КН-125, обеспечивающие напряжение рабочей
сети 50 В. Электровозы чешского производства серии ЧС имеют аккумуляторные батареи
40КН-125, правила эксплуатации которых аналогичны щелочным аккумуляторам
отечественного выпуска. Электропоезда метрополитена оборудуются аккумуляторами НКН-
80, НКН-55, соединенными в батареи на любое необходимое напряжение.
Do'stlaringiz bilan baham: 
