Контрольна робота - Акумулятори та амортизатори

1.doc (1 стор.)
Оригінал




Марки АКБ. 2

Види АКБ, продавані в Росії 3

Класичне (традиційне) виконання 4

Обслуговуються виконання. 6

Пристрій АКБ. 7

Основні характеристики акумуляторних батарей 8

Принцип роботи АКБ. 10

Висновок. 11

ВСТУП. ЗАВДАННЯ АМОРТИЗАТОРІВ 12

КОНСТРУКЦІЇ АМОРТИЗАТОРІВ 13

ПРИНЦИП ДІЇ 17

ХАРАКТЕРИСТИКИ РОБОТИ 18

Стиснення і відбій 19

ВИСНОВОК 20

Список літератури: 20

Марки АКБ, пристрій, види і принцип роботи.
Введення. Призначення та умови експлуатації.

Автомобільна акумуляторна батарея призначена для електропостачання стартера при пуску двигуна внутрішнього згоряння та інших споживачів електроенергії при непрацюючому генераторі або недоліку розвивається їм потужності. Працюючи паралельно з генераторної установкою, батарея усуває перенавантаження генератора і можливе перенапруження в системі електрообладнання в разі порушення регулюванню або при виході з ладу регулятора напруги, згладжування пульсації напруги генератора, а також забезпечує живлення всіх споживачів у разі відмови генератора і можливість подальшого руху автомобіля за рахунок резервної ємності. Найбільш потужним споживачем енергії АКБ є електростартер. Залежно від потужності стартера і умов пуску двигуна сила струму стартерного режиму розряду може досягти декількох сотень і навіть тисяч ампер. Сила струму стартерного режиму розряду різко зростає при експлуатації автомобіля в зимовий період (пуск холодного двигуна). Батарея на автомобілі входить до складу не тільки системи електростартерного пуску, а й інших систем електричного і електронного обладнання. Після розряду на пуск двигуна і харчування інших споживачів батарея заряджається від генераторної установки. Часте чергування режимів заряду і розряду (циклирование) - одна з характерних особливостей роботи АКБ на автомобілях.
^

Марки АКБ.


Стартерні свинцеві АКБ класифікують по номінальній напрузі (від 6 до 12 В) і номінальної ємності.

На стартерні АКБ наносять товарний знак підприємства-виробника, вказують тип батареї, дату випуску, позначення стандарту або технічних умов на батарею конкретного типу. Умовне позначення типу батареї (наприклад, батарея 6СТ-55А) містить вказівку на кількість послідовно з'єднаних акумуляторів у батареї (3 ілі6), що характеризують або номінальну напругу (6 або 12 В), вказівка ​​на призначення за функціональною ознакою (СТ - стартерная), номінальну ємність в А ∙ год і виконання (при необхідності) А - із загальною кришкою; Н - несухозаряженная; З - для необслуговуваної, залитої електролітом і повністю зарядженій батареї. В умовних позначеннях вживаних в даний час батарей буква Е і Т величини номінальної ємності вказує на матеріал моноблока (відповідно, ебоніт і термопласт). Наступні букви позначають матеріал сепаратора (М - міпласт, Р - Міпора).

Сьогодні найбільш поширені автомобільні АКБ номінальною напругою 6 і 12 В. Їх місткість становить від 45 до 190 А · год

На сучасні акумуляторні батареї наноситься таке маркування:



Деякі батареї мають таке маркування:



Незважаючи на те, що після ємності стоїть значення 280А, цифра, яка цікавить нас і показує струм холодного старту за прийнятим у нас стандартом DIN дорівнює 255А.

Позначення основних характеристик на батареях різних виробників відрізняються один від одного. Більшість європейських виробників і значна їх частина в Азії керуються промисловим стандартом Німеччини DIN 43539 частина 2, який обумовлює два основних параметри: ємність батареї, вимірювану в ампер-годинах (Ач) при +25 ° С, і струм розряду стартера в амперах (А) при -18 ° С.

Батареї американських виробників випробовуються на вимогу американського стандарту SAE J537g, який включений в міжнародний стандарт BCI і також вводить два основних параметри: резервну ємність, що вимірюється у хвилинах при +27 ° С, і струм холодної прокрутки - в амперах при-18С. Стандарт SAE не передбачає вимір ємності батареї в ампер-годинах.

Перший розглядає здатність батареї до тривалих розрядами меншими струмами, другий - розряд великими струмами, але за менший відрізок часу.

Перерахунок значення струму розряду стартера за європейським стандартом DIN у струм холодного прокручування за американським стандартом SAE може проводитися за допомогою експериментальних коефіцієнтів. Для батарей ємністю до 90Аг використовується коефіцієнт 1.7, тобто ISAE = 1.7 IDIN. Для батарей ємністю від 90 до 200 Аг використовується коефіцієнт 1.6, тобто ISAE = 1.6 IDIN.

В даний час в Європі поряд з німецьким стандартом DIN введений новий єдиний стандарт En - 60095-1/93.

Крім того, на необслуговуваних батареях проставляється відповідний напис. Найчастіше російською, англійською або німецькою мовою (або мовою виробника, як наприклад, на іспанських батареях "Tudor").

^

Види АКБ, продавані в Росії


Негативні пластини покриті дрібнопористі свинцем, а позитивні двоокисом свинцю. Коли до акумулятора підключають навантаження, активна речовина вступає в хімічну реакцію з сернокислотним електролітом, виробляючи електричний струм. На пластинах при цьому осідає сульфат свинцю, і електроліт, відповідно, виснажується. При зарядці ця реакція проходить у зворотному напрямку, і здатність акумулятора давати струм відновлюється.

Автомобільний акумулятор виконує три функції: по-перше, він запускає двигун, по-друге, живить деякі електричні пристрої, наприклад, сигналізацію і телефон, коли двигун не працює. І, нарешті, він «допомагає» генератору, коли той не справляється з навантаженням.

Акумулятор зазвичай є сусідами з двигуном. А якраз високої температури цей агрегат не переносить. Закони, що обмежують рівень шуму, змушують виробників все ретельніше затикати будь-які отвори у відсіку двигуна, що призводить до підвищення температури в моторному відсіку. На сьогоднішній день це, мабуть, найбільша проблема для виробників акумуляторів.

Адже верхня межа робочої температури цих пристроїв - 100 градусів С, далі електроліт просто закипає. Але навіть якщо температура і не досягає фатального межі, а тільки до нього наближається, термін служби батарей все одно знижується в три-чотири рази.

Свинцева стартерная акумуляторна батарея (АКБ) - вторинне джерело електричної енергії. Це означає, що після глибокого розряду її працездатність можна повністю відновити за допомогою заряду - пропускання електричного струму в напрямку, зворотному тому, в якому протікав струм при розряді.

Працює АКБ за принципом перетворення електричної енергії в хімічну (при заряді) і зворотному перетворенні - хімічної енергії в електричну (при розряді). Активні речовини зарядженого свинцевого акумулятора, які беруть участь у токообразующей процесі:

Електроліт - водний розчин сірчаної кислоти щільністю 1,28 г / смі, який, як і активна маса електродів, бере участь у токообразующей процесі.

У процесі розряду активна маса як позитивного, так і негативного електродів перетворюється в сульфат свинцю (білого кольору). Тому теорія, що описує хімічні процеси, що протікають при заряді і розряді свинцевого акумулятора, називається теорією подвійний сульфатації. При цьому щільність електроліту снижется до кінця розряду до 1,08-1,10 г / смі.

У свинцевих стартерних АКБ залежно від виконання свої конструктивно-технологічні особливості, проте, в їх пристрої багато спільного. Всі вони містять різнойменні електроди, розділені сепараторами, які поміщають в посудину, заповнений електролітом.

Залежно від застосовуваних при виробництві матеріалів і використовуваних конструктивних, технологічних та експлуатаційних особливостей, сучасні батареї можна поділити на два основних види: класичного виконання і необслуговуваного виконання.

Класичне (традиційне) виконання

Основи традиційного виконання батарей сформувалися вже на початку 20-го століття і поступово трансформувалися до сучасного стану в міру появи нових конструкційних матеріалів, але їх експлуатаційні недоліки при цьому збереглися.

У Росії батареї традиційного виконання випускають як у моноблоках з окремими кришками, герметизируемой бітумної мастилом, так і в моноблоках із загальною кришкою, герметизируемой контактно-теплової зварюванням.

^ Акумуляторні батареї з окремими кришками (рис. 1) збирають в одному многоячеечном корпусі - моноблоці (2), виконаному з ебоніту або інший кислотостійкої пластмаси, розділеному перегородками (16) на окремі камери-осередки (банки), за кількістю акумуляторів в батареї. У кожну з комірок поміщений блок, що складається з чергуються позитивних (5) і негативних (3) електродів, розділених сепараторами (4). Він являє собою окремий акумулятор напругою 2 В. Простір між дном моноблока і верхніми крайками фіксуючих електроди опорних призм (1) служить для розжарювання шламу - осаду, що утворюється в процесі експлуатації внаслідок опливанія частинок активної маси позитивних електродів. Коли об'єм шламового простору заповнюється, відбувається замикання нижніх крайок різнойменних електродів і акумулятор втрачає працездатність.



Рис. 1 Акумуляторна батарея з окремими кришками



Електроди складаються з активної маси, нанесеної на токоотвод гратчастої конструкції - грати. Сепаратори поділяють беруть участь в електрохімічних перетвореннях реагенти, а також забезпечують можливість дифузії електроліту від одного електрода до іншого. Сторона сепаратора, звернена до позитивного електрода для полегшення доступу електроліту до поверхні активної маси, виконана ребристою.

Борн (8), який служить зовнішнім токоотводом акумулятора, послідовно з'єднує сусідні акумулятори між собою в батарею. До вивідним борнам крайніх акумуляторів батареї приварюються полюсні висновки (9) і (14), службовці для з'єднання батареї з зовнішньої електричної ланцюгом. Позитивний (9) і негативний (14) висновки мають різний діаметр, що дозволяє виключити можливість переполюсовкі при підключенні АКБ до бортової ланцюги автомобіля.

У верхній частині електродного блоку встановлюють щиток (^ 7), що оберігає верхні кромки сепараторів (4) від ушкодження при вимірах рівня і щільності електроліту.

Кожен акумулятор після встановлення електродного блоку в камеру-клітинку моноблока закривають зверху окремої пластмасової або ебонітовою кришкою (15). У ній виконують по два отвори з втулками для вивідних борнов електродного блоку. Між ними розташоване різьбовий отвір для заливання електроліту та періодичного обслуговування акумулятора в процесі експлуатації. Після заливки електроліту різьбовий отвір закривають пробкою з поліетилену (11), що має невеликий вентиляційний отвір (13), призначене для виходу газів при експлуатації.

Для герметичній закупорювання нових сухозаряженной батарей у верхній частині пробки над вентиляційним отвором виконаний глухий приплив. Для забезпечення нормальної експлуатації цей приплив, після заливки електроліту в батарею, необхідно зрізати.

Завдяки специфічним властивостям термопластичної пластмаси з'явилися акумуляторні батареї із загальною кришкою в моноблоку з сополимера пропілену з етиленом, пристрій яких показано на рис. 2.

У моноблоці (^ 1) встановлені електродні блоки, що складаються з різнойменних електродів (2) і (3), розділених сепараторами (4). Ці блоки з'єднані між собою за допомогою укорочених межелементних сполук (6) через отвори в перегородках (5) моноблока. Кришка (7) зроблена єдиної на всі шість акумуляторів батареї. Властивості термопластичної пластмаси дозволили застосувати для герметизації АКБ із загальною кришкою метод контактно-теплового зварювання, що забезпечує збереження герметичності як по периметру, так і між окремими акумуляторами в широкому діапазоні температур (від -50 ° C до 70 ° C).



Рис. 2 Акумуляторна батарея із загальною кришкою




Обслуговуються виконання.

Недоліки традиційних свинцевих батарей обумовлені тим, що міститься в сплаві позитивних струмовідводів сурма поступово, по мірі їх корозії, через розчин переходить на поверхню негативного електрода. Осадження великої кількості сурми на поверхні негативної активної маси знижує напругу на електродах батареї, при якому починається розкладання води на водень і кисень. Тому, в кінці зарядного процесу і при невеликому перезаряді, відбувається бурхливий газовиділення, що супроводжується «кипінням» електроліту внаслідок електролітичного розкладання входить до нього води.

За останні 20-25 років, у міру розвитку технології й удосконалювання устаткування, з'явилося кілька різновидів батарей так званого «необслуговуваного» виконання. Їх основна відмінна особливість - використання сплавів з пониженим вмістом сурми або зовсім без неї для виробництва струмовідводів.

Удосконалення конструкції при створенні необслуговуваних АКБ полягає ще і в тому, що для збільшення запасу електроліту без зміни висоти батареї, один з акумуляторних електродів поміщають в сепаратор-конверт, який виготовлений з мікропористого поліетиленового матеріалу з низьким електроопору. У цьому випадку замикання електродів різної полярності, за відсутності збоїв у роботі складального обладнання, практично виключено. Тому опорні призми стають непотрібними, і блок електродів можна встановити прямо на дно комірки моноблока. У результаті та частина електроліту, яка раніше перебувала в шламовому просторі між призмами і не брала участі в роботі акумулятора, тепер знаходиться над електродами і поповнює його запас, споживаний при експлуатації батареї.

Спочатку такі батареї почали випускати в США на базі свинцево-кальцієвого сплаву (0,07-0,1% Ca; 0,1-0,12% Sn; інше - Pb) для струмовідводів, позитивного і негативного електродів. Це знизило газовиділення, що забезпечило експлуатацію АКБ без доливання води протягом як мінімум двох років. Витрата води у цих батарей такий малий, що конструктори прибрали з кришок отвори для доливання води і зробили батареї повністю необслуговуваними. При цьому самозаряд батарей сповільнилося більш ніж у 6 разів. Однак, при декількох глибоких розрядах такі АКБ швидко втрачають ємність і їх стартерні характеристики різко знижуються, через що вони не знайшли широкого розповсюдження в Європі та Росії.

У цей же час в США з'явилися батареї системи «кальцій плюс» (гібридні) з вмістом до 1,5-1,8% сурми і 1,4-1,6% кадмію в позитивному струмовідводи і свинцево-кальцієві негативним токоотводом. Характеристики цих батарей по витраті води і саморазряду удвічі краще, ніж у малосурьмяних, але все ще не такі хороші, як у свинцево-кальцієвих.

До початку 80-х років виробництво необслуговуваних батарей стало швидко розвиватися в країнах Європи. Але там пішли по шляху застосування сплавів зі зниженим до 2,5-3,0% вмістом сурми. Однак, у таких АКБ витрата води і саморозряд в 2-3 рази вище, ніж у батарей з кальцієвими струмовідводами. Пізніше і в Європі з'явилися так звані гібридні батареї.

Нарешті, наприкінці 90-х років і в США, і в Західній Європі почалося виробництво батарей з струмовідводами з свинцево-кальцієвого сплаву з добавкою нових легуючих компонентів, у тому числі срібла, які не бояться глибоких розрядів.

У Росії випускаються обслуговуються батареї ємністю від 44 до 90 А · год з струмовідводами з малосурьмяного сплаву з вмістом сурми 1,7-3,0%.

Слід зазначити, що експлуатація батарей без отворів для доливання води вимагає більш точної роботи системи енергозбереження автомобіля, а також більш уважного ставлення автовласників до стану і справній роботі електроустаткування. У першу чергу це стосується натягу ременя приводу генератора і справності самого генератора, а також регулятора напруги. Негативно позначається на стані батарей останнього покоління і наявність витоків струму в системі електрообладнання або сигналізацію.

Переважна більшість АКБ, що надходять до Росії з країн Європи, випускають, як правило, в гібридному виконанні, або з струмовідводами обохполярностей з свинцево-кальцієвих сплавів. При виготовленні сухозаряженной батарей багато виробників застосовують для електродів обохполярностей малосурьмяние сплави з вміст сурми 1,6-1,8%.
^

Пристрій АКБ.


Будь-яка автомобільна батарея являє з себе корпус - контейнер, розділений на шість ізольованих осередків - банок (див. рис.1).



Кожна банку є закінченим джерелом живлення напругою порядку 2.1 В. У банку знаходиться набір позитивних і негативних пластин, відокремлених один від одного сепараторами. Як відомо з шкільного курсу фізики, дві різнозаряджені пластини вже самі по собі є джерелом постійної напруги, паралельне ж їх з'єднання збільшує струм. Послідовне з'єднання шести банок і дає батарею з напругою порядку 12.6-12.8 В. Будь-яка з пластин, як позитивна, так і негативна, є ні що інше, як свинцева решітка, заповнена активною масою. Активна маса має пористу структуру з тим, щоб електроліт заходив в якомога більш глибокі шари і охоплював більший її обсяг. Роль активної маси в негативних пластинах виконує свинець, в позитивних - діоксид свинцю.

Вага залитої АКБ ємністю 55 Аг складає близько 16.5 кг. Ця цифра складається з маси електроліту - 5кг (що відповідає 4,5 л), маси свинцю і всіх його сполук - 10 кг, а також 1 кг, що припадає на частку бака і сепараторів.

Основні характеристики акумуляторних батарей

Електрорушійна сила (ЕРС)

Залежність ЕРС (грубо кажучи напруга на висновках акумулятора) від щільності електроліту виглядає так:

Е = 6 * (0,84 + р),

де Е - ЕРС акумулятора, В

р - приведена до температури 5 ° С щільність електроліту, г / мл

Витрата води

Показник, що має безпосереднє відношення до ступеня обслужіваемості батареї. Визначається в лабораторних умовах. Батарея вважається необслуговуваної, якщо вона має дуже низький витрата води в експлуатації. Обслуговуються батареї не вимагають доливання дистильованої води на протязі року і більше за умови справної роботи регулятора напруги.

На витрата води прямий вплив надає процентний вміст сурми в свинцевих гратах пластин. Як відомо, сурма додається для додання пластин достатньої механічної міцності. Однак у кожної медалі є зворотна сторона. Сурма сприяє розщепленню води на кисень і водень, наслідком чого є википання води і зниження рівня електроліту. У батареях попереднього покоління вміст сурми доходило до 10%, в сучасних цей показник знижений до 1.5%.

Панацею від цієї біди фірми бачать в освоєнні т.зв. гібридної технології - заміні сурми в одній з пластин на кальцій. Кальцій в решітці є речовиною нейтральним по відношенню до води, не знижуючи при цьому механічної міцності грат. А тому розкладання води не відбувається і рівень електроліту залишається незмінним.

Переваги "кальцієвих" АКБ - можна встановлювати в місцях, не що не вимагають зручного доступу для обслуговування. Менше ймовірність виходу з ладу через корозію решіток електродів. Кращі стартерні характеристики.

Недолік "кальцієвих" АКБ - при глибоких розрядах відбувається утворення нерозчинних солей кальцію і ємність АКБ необоротно втрачається. Виробники АКБ намагаються усунути цей недолік додаванням в АКБ срібла та ін компонентів, результат поки остаточно не ясний.

Довговічність батареї

Середній термін служби сучасних АКБ за умови дотримання правил експлуатації - а це недопущення глибоких розрядів і перезарядити, в тому числі з вини регулятора напруги - становить 4-5 років.

Найбільш згубними для батарей є глибокі розряди. Залишені на ніч включеними світлові прилади, або інші споживачі здатні розрядити її до щільності 1.12 - 1.15 г / см 3, тобто практично до води, що призводить до головної біді акумуляторів - сульфатації свинцевих пластин. Пластини покриваються білим нальотом, який поступово кристалізується, після чого батарею практично неможливо відновити. Звідси випливає головний висновок - необхідно постійно стежити за станом батареї, періодично заміряти щільність електроліту. Особливо актуально це в зимовий час. Слід зазначити, що сульфатація в певних межах - явище нормальне і присутній завжди. (Згадайте - на основі теорії подвійного сульфатації побудований принцип роботи батарей). Але при малому розряді і подальшої зарядці батарея легко відновлюється до вихідного стану. Це можливо і при глибокому розряді батареї, але тільки в тому випадку, якщо слідом відразу ж піде заряд. Якщо ж розряджати батарею тривалий час, не даючи їй "підживлення", то падіння щільності нижче критичного значення неминуче призводить до утворення кристалів сульфату свинцю, не вступають в реакцію ні за яких обставин. А це означає, що почався незворотний процес сульфатації.

Не менш небезпечний для батареї і перезаряд. Це відбувається при несправному регуляторі напруги. При цьому електроліт починає "кипіти" - відбувається розкладання води на кисень і водень і пониження рівня електроліту. Ось чому необхідно стежити за зарядним напругою. Природно, це не складає труднощів, якщо на панелі приладів присутня вольтметр. Ну а якщо його немає? У цьому випадку також можна досить просто оцінити зарядний напругу. Для цього запустіть і прогрійте двигун, встановивши середні оберти і підключіть тестер (в режимі вольтметра) між "+" і "масою" акумуляторної батареї. Нормальний зарядний режим батареї забезпечується в діапазоні 14 ± 0.5В. Якщо напруга менше - варто перевірити натяг ременя, надійність контактних з'єднань ланцюгів системи електропостачання. Якщо ж це не допомагає - несправність потрібно шукати в регуляторі напруги. Втім, точно також вина лягає на регулятор, якщо напруга перевищує 14.5В.

Останнім часом широкого поширення набули сепаратори кишенькового типу - т.зв. конвертові сепаратори. Їх назва говорить за себе - в ці конверти поміщають однойменно заряджені пластини. Така конструкція збільшує термін служби батареї, так як обсипається в процесі експлуатації активна маса залишається в конверті, тим самим запобігає замикання пластин.
^

Принцип роботи АКБ.


Активними речовинами свинцевого акумулятора, які беруть участь у токообразующей реакціях, є:

• на позитивному електроді - двоокис свинцю PbO 2 (темно-коричневого кольору);
• на негативному електроді - губчастий свинець Pb (сірого кольору);
• електроліт - водний розчин сірчаної кислоти H 2 SO 4

У ході розряду акумулятора активна маса негативного електрода перетворюється з губчастого свинцю в сульфат свинцю, зі зміною сірого кольору на світло-сірий, віддаючи два електрони в електричний ланцюг.

Pb + HSO 4 - → PbSO 4 + H + + 2e -

Активна маса позитивного електрода по ходу розряду перетворюється з двоокису свинцю PbO 2, так само як і активна маса негативного електрода, в сульфат свинцю PbSO 4 із зміною кольору з темно-коричневого на світло-коричневий, поглинаючи два електрона.

PbO 2 + HSO 4 - + 3H + + 2e - → PbSO 4 + 2H 2 O

У результаті розряду акумулятора активні матеріали та позитивного (PbO 2), і негативного (Pb) електродів перетворюються в сульфат свинцю PbSO 4. При цьому на формування сульфату свинцю витрачається сірчана кислота, що викликає зниження концентрації електроліту і як наслідок зниження його щільності. Сумарна реакція при розряді акумулятора:

PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O

При зарядці акумулятора йдуть зворотні в протилежну сторону, в ході яких крім усього іншого відбувається утворення сірчаної кислоти, в результаті чого при заряді зростає щільність електроліту. Сумарне рівняння процесу заряду:

2PbSO 4 + 2H 2 O → PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4

Коли реакції перетворення речовин в активних масах позитивного і негативного електродів завершені, щільність електроліту перестає змінюватися, що служить ознакою завершення заряду акумулятора. При подальшому продовженні заряду протікає так званий вторинний процес - електролітичне розкладання води на кисень і водень. Виділяючись з електроліту у вигляді бульбашок газу, вони створюють ілюзію кипіння електроліту, що теж служить ознакою завершення процесу заряду.

Кожен акумулятор складається з просторово розділених різнойменних електродів, занурених у розчин електроліту і поміщених в міцний корпус, який стійкий до хімічного впливу електроліту, механічних навантажень і температурних коливань.

Активна маса електродів володіє високою пористість (47-60%) і у заряджених акумуляторів на позитивному електроді складається в основному з двоокису свинцю PbO 2 (85-90%), а на негативному електроді - з губчастого свинцю Pb (80-90%).
Вміст у електроліті сірчаної кислоти і щільність електроліту зменшується при розряді і збільшується при заряді. За щільністю електроліту судять про ступінь розрядженого свинцевого АКБ.


Де ΔСр - ступінь розрядженого акумулятора,%;

ρ 3 та ρ р - щільність електроліту відповідно повністю зарядженого і повністю зарядженого акумулятора при температурі 25 ˚ С, г / см 3;

ρ 25 - виміряна щільність електроліту, приведена до температури 25 ˚ С, г / см 3.
Витрата кислоти у позитивних електродів більше ніж у негативних. Якщо враховувати кількість води, що утворюється у позитивних електродів, то кількість кислоти, необхідне для них протягом розряду, в 1,6 рази більше, ніж для негативних. При розряді відбувається незначне збільшення обсягу електроліту, а при заряді - зменшується (близько 1 см 3 на 1 А ∙ год). На 1 А ∙ г електричної ємності витрачається: при розряді - свинцю 3,86 г, діоксиду свинцю - 4,44 г, сірчаної кислоти - 3,67 м., а при заряді - води - 0,672 г, сульфату свинцю - 11,6 г .

Висновок.


Зазвичай АКБ на автомобілях після пуску двигуна працюють в режимі підзаряду і сконструйовані таким чином, щоб розвивати достатню потужність в короткочасному стартерном режимі розряду при низьких температурах. Проте на деяких видах автомобілів, де встановлено електро-і радіоустаткування підвищеного енергоспоживання, АКБ можуть піддаватися тривалим розрядами струмами більшої сили. Батареї на таких автомобілях повинні бути стійкі до глибоких розрядів. Умови, в яких працює АКБ, залежать від типу, призначення, кліматичної зони експлуатації автомобіля, а також від місця встановлення її на автомобілі. Режим роботи АКБ на автомобілі визначається температурою електроліту, рівнем вібрації і тряски, періодичністю, обсягом і якістю технічного обслуговування, параметрами розряду стартера, сили струму і тривалістю заряду і розряду при циклировании, рівнем надійності та справності електрообладнання, тривалістю роботи і перерв в експлуатації.

Найбільший вплив на роботу АКБ надає місце розміщення і спосіб кріплення батарей на автомобіля, інтенсивність і регулярність експлуатації автомобіля (середньодобовий пробіг), призначення автомобіля, відповідність характеристик генераторної установки, АКБ і споживачів електроенергії.



  1. Амортизатори автомобіля види, пристрій, принцип роботи.
^

ВСТУП. ЗАВДАННЯ АМОРТИЗАТОРІВ


Амортизатори з'явилися на автомобілях задовго до широкого впровадження відомих сьогодні циліндричних конструкцій з переміщається поршнем. Спочатку майже повсюдно поширені ресори поєднували в собі одночасно і пружину і амортизатор. Пружинили листи, вони ж і терлися один об одного, стягнуті для цього в пакети, переводячи кінетичну енергію в теплову та гасячи вертикальні коливання.

Ідея розділити функції пружин і демпфуючих пристроїв була вимушеною. Широке впровадження незалежної підвіски, що значно підвищує комфорт і керованість, підвело до цього чисто конструктивно. З приходом гвинтових пружин замість ресор поряд з ними так і просилося небудь циліндрове. До того ж, розбовталася ресору доводилося міняти цілком або перетягувати, що по трудомісткості значно перевершувало заміну пари амортизаторів, закріплених двома гайками кожен.

Механічне тертя замінили на гідравлічне. Перше було дуже важко контролювати, у міру швидкого зношування тертьових поверхонь характеристики всієї системи так само швидко змінювалися. Крім того, все це супроводжувалося, зазвичай, скреготом і скрипом що, як Ви розумієте, не додавало комфорту пасажирам. Гідравлічна система з маслом, проганяти через тонкі калібровані отвори клапанів служила на декілька порядків довше, не змінюючи істотно своїх характеристик. До того ж з'явилася можливість досить чітко дозувати ці характеристики, простою зміною двох або чотирьох амортизаторів робити один і той же автомобіль більш комфортабельним або більш спортивним.

Гідравлічне тертя мало перед механічним ще одну безперечну перевагу. Клапани, через які протікає масло, можна налаштувати так, що опір амортизатора буде різним у залежності від напрямку роботи підвіски. Звичайні амортизатори мають зусилля при відбої в два-чотири рази більше, ніж зусилля при стисненні. Це означає, що коли колесо наїжджає на перешкоду, воно з легкістю йде вгору, а потім, вже при поверненні його назад, пружинам і доводиться працювати, витрачаючи накопичилася при стисненні кінетичну енергію. Міняючи характеристики опору ходів, отримують "більш спортивні" або "більш комфортні" підвіски, не змінюючи принципово їх конструкції.

Автомобіль побудований навколо людини. Якщо розглядати його конструкцію з цієї точки зору, то виявиться, що між цим самим людиною і кузовом знаходиться сидіння, яке встановлено на підлозі, разом з порогами і боковинами створюючими пружну балку, далі йдуть пружини, амортизатори і шини. Кожен з цих елементів пружинить і кожен має свої характеристики, включаючи характерні тільки йому значення резонансних частот. Ну а резонансні коливання, як ми добре пам'ятаємо з підручника фізики, руйнують навіть мости, тому солдати через них "в ногу" не ходять. Тому-то і всі механічні системи автомобіля підбираються в процесі його розробки так, щоб уникнути шкідливих або неприємних коливань.

Не тільки уникнути руйнівних у прямому і переносному сенсі резонансних коливань, але і зробити пересування в автомобілі максимально комфортним покликані елементи підвіски.

Історично людина пов'язаний з автомобілем та іншими механічними засобами пересування тільки останні 100-200 років. Всі тисячоліття до цього він пересувався пішки і, тому, закладена в нього природою комфортна частота коливань складає 1-2 в секунду при амплітуді, рівною приблизно 1/8 довжині тіла. Всі інші коливання або занадто часті (автомобіль "трясе"), або заколисують і викликають морську хворобу (автомобіль пливе як "баржа"). Саме характеристики амортизаторів є останнім найпотужнішим інструментом для досягнення оптимального комфорту в машині.
^

КОНСТРУКЦІЇ АМОРТИЗАТОРІВ


Всі амортизатори прийнято ділити на "гідравлічні", "газові" і "піддутому" (c газом низького тиску). Ділення це умовно тому, що у всіх трьох випадках "центральний" вузол - клапан залишається принципово незмінним і у всіх трьох випадках в якості компенсаційного елемента використовується газ. Центральний клапан переміщається в центральному циліндрі і відмінності починаються далі. Гідравлічні амортизатори і піддутому мають ще й зовнішній циліндр, куди перетікає масло через систему нижнього клапана. Газовий амортизатор зовнішнього циліндра не має і вся його конструкція упакована в одному.





1-шток поршня;
2-поршень;
3-відполірований циліндр високого тиску;
4-плаваючий поршень;
5-газова подушка високого тиску




Таким чином, амортизатори логічніше ділити на двотрубні і однотрубні. При роботі будь-яких амортизаторів, за визначенням, виділяється велика кількість тепла, тому від застосовуваного в них масла потрібно не тільки корозійна, а й термічна стійкість - здатність витримувати температури до 160 градусів не змінюючи структури і властивостей. Одночасно з цим актуальна задача відведення тепла. Двотрубні гідравлічні амортизатори відводять тепло гірше ніж однотрубні високого тиску, адже у перших "генератор тепла" - центральний циліндр закритий зверху ще одним співвісним циліндром, наповнені маслом і компенсаційним газом.






1-сальник низького тертя;
2-втулка поршня;
3-відполірований шток поршня;
4-поршень;
5-багаторівнева система клапанів поршня;
6-багаторівнева система клапанів підстави;
7-газова подушка низького тиску;
8-гідравлічний наповнювач




Навіщо потрібен компенсаційний обсяг газу? Рідина, як відомо, не стискається. Вірніше, стискається, але дуже. Тому, якщо б не було компенсаційного обсягу, поршень усередині циліндра при різкому переміщенні (типу удар) натикався на "кам'яну стіну" масла, яке в силу своєї великої інерцією ще не почало текти через калібровані отвори клапанів. Саме компенсаційний обсяг газу стискається першим і приймає на себе удар і лише потім масло починає проходити через калібровані отвори клапанів центрального штока. До того ж при роботі масло нагрівається, часто до значних температур. Збільшення його об'єму при це необхідно компенсувати і робить це невелика порція газу.


^ Гідравлічні амортизатори демпфірують м'якше тому, що у них дві системи клапанів, на відміну від однотрубних газових, у яких тільки одна, розташована на штоку, плюс газ у них під більш низьким тиском. Разом з цим, вони максимально інертні, повільно реагують на переміщення колеса, особливо при низькочастотних коливаннях невеликої амплітуди. Чим вище тиск газу, який підпирає масло, тим вище "швидкість реакції" амортизатора. У амортизаторах високого тиску і масло і газ розташовані послідовно в одному циліндрі і розділені плаваючим клапаном. Газ (звичайно це азот) знаходиться під тиском близько 25 атмосфер. Таким чином, клапан штока знаходиться весь час в "стиснуті", "підпружиненому" стані і набагато швидше реагує на вибоїни і вибоїни дороги.

Гідравлічні двотрубні амортизатори мають ще кілька особливостей, що стають недоліками при певних режимах експлуатації автомобіля. При різкому переміщенні поршня на зворотному боці клапана створюється розрядка і можуть утворитися кавитационні бульбашки. Це різко змінює характеристики демпфірування. При часто повторюваних різких переміщеннях, наприклад, при проходженні ралійної траси, амортизатор просто "скипає" - кавитационні бульбашки і газ компенсаційного обсягу змішуються з маслом на подобу емульсії, при цьому демпфірування практично зникне.

^ Газонаповнені амортизатори високого тиску з'явилися, в основному, як відповідь на необхідність вирішення цієї проблеми. Підпружинене масло практично не спінюється, а відділення компенсаційного обсягу плаваючим поршнем знімає питання про можливе змішуванні газу з маслом. Саме тому амортизатори високого тиску можна перевертати "вниз головою", наприклад в стійках Макферсона, а гідравлічні - ні.

Двотрубні амортизатори важче однотрубних. Установка перших на автомобілі веде до збільшення непідресореної маси підвіски і, як наслідок, збільшенню її інертності. При частих переміщеннях вгору-вниз на характерних ділянках дороги (типу ралійна траса), інерція змушує підвіску як би "замислюватися" по черзі то у верхній, то в нижній точки і пропускати чергове летящее на неї перешкоду або яму. У цьому полягає ще одна причина загальної любові спортсменів до однотрубним газонаповненим амортизаторам.

Поштовхи, що сприймаються ресорами, викликають коливання автомобіля, які тривають деякий час після наїзду на перешкоду. Гасіння коливань здійснюють амортизатори. На автомобілях застосовують рідинні амортизатори, робота яких заснована на опорі перекачуванню рідини з однієї порожнини в іншу через вузькі канали. Застосовувані амортизатори телескопічні, двостороннього дії, що роблять опір при стисненні і віддачі ресор.

Телескопічний амортизатор складається з циліндра, штока з поршнем, циліндричного кожуха (резервуара) і клапанів. У нижній частині циліндра поміщені впускний клапан і клапан стиснення з пружиною. У циліндрі знаходиться поршень з штоком. Шток у верхній частині має проушину, якої з'єднаний з кронштейном рами.

У поршні розміщені перепускний клапан і клапан віддачі з пружиною. Зверху циліндр має гайку і сальники резервуара і штока.

При прогині ресори відбувається стиснення, поршень переміщується вниз і рідина через перепускний клапан перетікає в порожнину над поршнем. Так як в порожнині над поршнем поміщений шток, що займає певний обсяг, і вся рідина поміститися не може, то частина рідини з порожнини під поршнем, долаючи опір пружини, відкриє клапан стиснення і перетече в порожнину між кожухом і стінкою циліндра. Опір перетіканню рідини, створюване клапанами і каналами, забезпечує необхідне опір амортизатора при стисненні.

При віддачі ресори амортизатор розтягується, і в порожнині над поршнем створюється тиск, під дією якого перепускний клапан закривається і в поршні відкривається клапан віддачі. Рідина через отвір в поршні і клапан віддачі вступає у порожнину під поршнем. Крім того, частина рідини через впускний клапан надходить з резервуара в ту ж порожнину. Опір перетіканню рідини при віддачі ресори більше ніж при стисненні.

Для заповнення амортизатора застосовують масло веретенне АУ або суміш з 50% трансформаторного масла і 50% турбінного масла (ЗІЛ - 130), або амортизаторной рідина АЖ - 12Т (ГАЗ - 53А, КамАЗ).
^

ПРИНЦИП ДІЇ


Телескопічний амортизатор є одним з рухомих сполучних ланок між кузовом автомобіля і так званими безпружинні маси (колеса, шини та інше).



Робочий циліндр амортизатора являє собою резервуар, заповнений маслом, в якому ковзає поршень, що має перепускні отвори-клапани. Залежно від швидкості переміщення поршня і діаметру каліброваних отворів змінюється і швидкість перетікання масла, а з нею і величина гідродинамічного тертя. В результаті амортизатор розігрівається, а повідомлені йому ззовні зусилля (коливання) за законом збереження енергії гасяться (загасають).

Внутрішній об'єм робочого циліндра не залишається незмінним. Шток поршня, здійснюючи зворотно-поступальний рух, періодично займає собою деякий простір. Так як рідина практично нестислива, то для компенсації цього обсягу потрібно якийсь додатковий резервуар.

У класичній конструкції двотрубного гідравлічного амортизатора компенсаційним резервуаром є додатковий (зовнішній) циліндр, з'єднаний з робочим системою клапанів і дроселів. Він заповнений маслом приблизно на дві третини, а простір, що залишився зайнято повітрям, який здатний стискатися. На цей резервний об'єм також покладається завдання компенсувати теплові розширення / стиску рідини, істотно нагрівається в процесі роботи.

З компонувальних міркувань розміщуються два цих резервуара один в іншому (робочий циліндр всередині).
Недоліком такої конструкції є те, що робоча рідина на кордоні масло / рідина схильна пінитися, а масло, що знаходиться під поршнем у момент ходу відбою, через короткочасно виникає зниженого тиску (розрядження) схильне явищу кавітації. При активній роботі амортизатора в інтенсивному режимі ці процеси можуть набувати яскраво виражений характер, і масло перетвориться на якусь подобу емульсії, а демпфуючі властивості амортизатора різко знизяться.

У деякій мірі цю проблему вдалося частково вирішити в моделі двотрубного газонаповненого амортизатора шляхом збільшення тиску газу в його компенсаційному резервуарі. Туди стали закачувати азот під тиском у кілька атмосфер, що створювало якийсь корисний «запас міцності». Кавітація вже не була страшна, однак імовірність перемішування газу і рідини все ж зберігалася. Амортизатор такої конструкції не можна перевертати, і дозволяється встановлювати з креном лише на вельми невеликий кут (не більше 45 градусів).

Варіант позбавлення від цього серйозного недоліку напрошувався сам собою. Газ і рідина були відокремлені один від одного рухомим, але герметичним поршнем, а тиск газу (азоту) доцільним стало збільшити до 20 - 25 атмосфер. У результаті відпала необхідність у додатковому резервуарі: компенсаційний обсяг газу тепер можна було розташовувати де завгодно, наприклад в нижній частині робочого циліндра.
Переваги однотрубних газонаповнених амортизаторів в меншій громіздкість конструкції, що відбивається на зниженні безпружинних мас автомобіля, а також у істотно кращому охолодженні (більше немає зовнішнього циліндра, який грав роль термоізоляції).






Однак є й недоліки. Крім того, що високий тиск в робочому циліндрі позначається явно не на користь довгого терміну служби, однотрубні амортизатори ще й істотно більш технологічні, складні у виготовленні, а тому мають більш високу ціну.

Експлуатаційні відмінності однотрубних і двотрубних конструкцій полягають в тому, що останні значно «м'якше» своїх побратимів з причини наявності двох «комплектів» клапанів і за рахунок меншого тиску в робочому циліндрі. Це сприяє поліпшенню відчуттів при їзді - підвищенням комфортності. Однак однотрубні моделі за рахунок своєї «жорсткості» здатні краще сприймати нерівності траси і реагувати на будь-які, навіть самі незначні, зміни профілю дороги.

Комфортність при цьому, звичайно, страждає, але зате різко зростає так звана керованість. Тому газонаповнені однотрубнікі називають ще «спортивними» амортизаторами.
^

ХАРАКТЕРИСТИКИ РОБОТИ


Залежність сили опору руху поршня P від його швидкості V (за наявності стравлювати отвори) у формульної запису виглядає, як Р = k * V n,

де k - коефіцієнт опору, а n - просто показник ступеня, що залежить, як і k, від розмірів і форми дросельних отворів, в'язкості рідини і швидкості її протікання. Ця залежність P від ​​V і є характеристикою амортизатора. Найчастіше вона нелінійна.

Якщо калібрований отвір має постійний перетин, то характеристика набуває прогресивний характер (n менше 1). Режим, в якому при цьому працює амортизатор, прийнято називати «дросельним». Якщо ж клапанне отвір має змінний перетин (збільшується у міру зростання тиску рідини), то характеристика стає регресивною (n більше 1), а режим роботи іменують «клапанним».
Амортизатори з регресивною характеристикою здатні створювати значні зусилля опору навіть при невеликих швидкостях переміщення штока, що виражається, наприклад, у зменшенні крену автомобіля при різкому повороті керма і зниженні інтенсивності «клювка» кузова при екстреному гальмуванні. Зі збільшенням швидкості руху поршня сила опору зростає досить повільно.
Амортизатори ж з прогресивною характеристикою, навпаки, мають невелику силу опору на малих швидкостях штока, яка, однак, схильна швидко зростати зі збільшенням швидкості поршня.

Таким чином, у другому випадку ми отримуємо краще реагування на дрібні перешкоди і більш ефективне зчеплення з дорогою в поєднанні, правда, з набагато більш інтенсивними навантаженнями на підвіску і кузов.
В даний час шляхом підбору параметрів дроселів і клапанів, комбінуючи прогресивні і регресивні інтервали залежностей, можна домогтися якогось компромісного варіанту - характеристики, близької лінійної.
^

Стиснення і відбій


Крім іншого у різних моделей амортизаторів характеристики відрізняються за ступенем симетричності опорів при стисненні і відбої.

Як правило, характеристика несиметрична, і при однакових швидкостях зусилля стиснення і відбою відрізняються на користь останнього. Пов'язано це з тим, що максимальна швидкість стиснення заздалегідь точно невідома. Залежить вона від швидкості руху автомобіля загалом і від величини подоланого їм перешкоди.
У разі сильного пробою підвіски амортизатор, розвиваючий великі зусилля ходу стиснення, може просто її заблокувати.

З зусиллями ж при відбої все простіше. Максимальна швидкість відбою безпосередньо залежить від жорсткості пружного елемента (пружини) і ходу підвіски. Тому ми можемо легко задавати максимальні зусилля відповідно з цією швидкістю.

Оптимальне зусилля відбою стандартного амортизатора перевищує зусилля стиснення в 2 - 4 рази.



ВИСНОВОК


У будь підвісці маються пружні елементи, призначення яких - пом'якшувати поштовхи і удари, щоб вони не передавалися на кузов. Це можуть бути ресори, торсіони, пневматичні, гідропневматичні або гумові подушки, але найчастіше це кручені пружини. У ранніх конструкціях автомобілів пружними елементами підвіски зазвичай служили листові ресори, коливання яких досить швидко гасилися за рахунок значного тертя між листами. Після другої світової війни набула широкого поширення пружинна підвіска, в якій внутрішнього тертя майже немає.

При наїзді на горбок колесо автомобіля підкидає і пружина стискається, поглинаючи енергію поштовху. Потім вона розпрямляється - в підвісці починається коливальний процес, який згасне, коли буде витрачена запасені пружиною енергія. Жорстка пружина стискається менше, відповідно менше поглинає енергії, але краще передає поштовхи на кузов, знижуючи комфортабельність автомобіля. Чим м'якше пружина, тим сильніше вона стискається і тим більше поглинає енергії. Якщо не вжити спеціальних заходів, запасені енергія буде витрачатися повільно - тільки на подолання внутрішнього тертя в пружині і підвісці. За цей час автомобіль встигне наїхати на незліченну кількість інших горбків і ямок; зрозуміло, що виникли коливання так і не затухнуть і колесо буде безладно підстрибувати, то й річ втрачаючи контакт з дорогою. Ось і довелося для гасіння коливань вводити спеціальні елементи ходової частини - амортизатори.

Якщо основне завдання пружини - поглинати енергію поштовхів, то завдання амортизатора - цю енергію розсіювати. Багато водіїв вважають, що амортизатори - лише засіб забезпечення комфорту: у відповідях на запитання, які елементи конструкції автомобіля впливають на безпеку руху, більшість зазвичай перераховують гальма, шини, рульове управління, ремені і подушки безпеки, нарешті, світло. А про амортизатори не згадувати. Адже функції цього елементу підвіски безпосередньо пов'язані із забезпеченням контакту колеса з дорогою, тобто з керованістю автомобіля і безпекою руху.
^

Список літератури:


  1. Борівських Ю.І., Буралев Ю.В. Пристрій і технічне обслуговування автомобілів М.: Вища школа, 1999.

  2. Калисский В.С., Мазон А.І. Автомобіль М.: Транспорт, 1998.

  3. Ігнатов А.П., Новокшонов К.В., Пятков К.Б. «Пристрій і експлуатація» - Ярославль: вид. «Третій Рим», 1996р.

  4. Роговцев В.П., Пузанков А.Г., Олдфильд В.Д. «Пристрій і експлуатація автотранспортних засобів»-Москва: «Просвещение», 2000р.

  5. Шестопалов С.К. «Пристрій і технічне обслуговування, і ремонт легкових автомобілів» - Москва: изд. Центр «Академія», 2000р.
Навчальний матеріал
© uadoc.zavantag.com
При копіюванні вкажіть посилання.
звернутися до адміністрації