3-Мvzu. Ishqorli akkumulyatorlar batareyasi Reja

3-Мvzu. Ishqorli akkumulyatorlar batareyasi
Reja
1.Ishqorli akkumulyatorlar batareyasi vazifasi.
2.Ishqorli akkumulyatorlar batareyasini turlari

Ba’zan avtomobillarga iшqorli temir-nikelli akkumulyatorlar batareyasi o’rnatiladi. Ularning qo’rg’oшinq kislotali akkumulyatorlar batareyasiga nisbatan afzalliklari quyidagilardan iborat: mexanikaviy mustaҳkamligi (baklar po’latdan yasalgan), qisqa tutaшiш va ortiqчa zaryadsizlaniшga sezgir emas, o’z-o’zidan zaryadsizlaniшi kiчikroq; tez zaryadlanuvчan. Kamчiliklari: massasi og’ir, ya’ni o’lчamlari o’zgarmagan ҳolda kislotali akkumulyator batareyalariga nisbatan ikki marta og’ir, qimmatga (akkumulyator tarkibiga kiruvчi nikel qimmatbaҳo metalldir) tuшadi.

Iшqorli temir-nikelli akkumulyator quydagiчa tuzilgan. Po’lat bak bir-biridan ajratilgan ikki guruppa plastinalar joylaшgan. Elektrolit sifatida iшqorning suvdagi eritmasi iшlatiladi. Musbat va manfiy plastinalar tuziliшiga ko’ra bir-biriga o’xшaш. Ҳar bir plastina devorlarida mayda teшikli yassi metal trubalardan (lamellardan) iborat. Trubalarning iчi aktiv modda bilan to’ldirilgan. Trubalar qalinligi 0,1 mm bo’lgan po’lat tasmadan tayyorlangan. Musbat plastinalar uчun nikelь bilan qoplangan po’lat tasma iшlatiladi. Tasmadagi 0,25 x 0,35mm o’lчamli teшiklar barчa yuzaning 14% ni taшkil qiladi.
Musbat plastinalarning aktiv massasi 25% grafit, 75% nikel oksidi gidrantidan iborat.
Manfiy plastinalarning aktiv massasi temir ikki oksidi bilan oz miqdorda marganets aralaшmali temir kukunidan iborat. Manfiy plastina trubalar uчun iglatilgan po’lat tasma nikel bilan qoplanmaydi, undagi teшiklar barчa yuzaning 17% ni taшkil qiladi.
Musbat va manfiy plastinalarning trubalari presslanadi va шundan keyin tekis paket ko’riniшini oladi. Ular po’lat karkaslarga presslanadi va nuqtaviy (toчeчniy) payvandlanadi. Musbat plastinalarining karkaslari nikel bilan qoplangan bo’ladi.
Bir xil qutubdagi plastinalar baretkaga payvandlab yarim bloklarga yig’iladi; baretkalarning чiqib turgan шtirlari bo’ladi.
Yarim blokka yig’ilgan plastinalarning soni qutibligiga va akkumularorning sig’imiga bog’liq. Masalan, 70A.s sig’imli akkumulatorlar uчun blokda 12 ta musbat, 13 ta manfiy plastinalar bo’ladi.
Turli qutubdagi plastinalar o’zaro tegib qolmasligi uчun plastinalar orasiga diametri 2 mm li ebonit sterjinlar qo’yiladi. Plastinalar vertikal qovurg’alariga viniplas g’loflar kiydiriladi, ular plastinalarni o’zaro tegib qoliшidan saqlaydi (plastinalar orasidagi masofa 1,5 mm). Шunday qilib, ebonit sterjinlar va viniplast g’iloflar separatorlar (ajratgiчlar) vazifasini o’taydi.
Bak ҳam, uning qopqog’i ҳam nikel bilan qoplangan po’latdan yasalgan. Yig’ilgan plastinalar bloki чiqib turgan шtirlardagi gayka bilan bakning qopqog’iga maҳkamlanadi. Sterjanlarni izolyatsiyalaш uчun ebonit vtulkalar ziчlaш uчun rezina qistirmalar qo’llanadi.
Manfiy plastinalar bakka tegib qolmaligi uчun bak bilan plastinalar bloki orasiga viniplastdan qistirma qo’yiladi. Bloklar bakka o’rnatilgandan keyin po’lat taglik bak devorlariga payvandlanadi. Plastinalar bloki bakda oчilgan ҳolda turadi.
Yarim akkumulyatorlar sektsiyaga uчtalab yig’iladi. Akkumulyatorlar osilgan ҳolda bak devorlari orasida ҳavo bo’шlig’i qoldirib konteynerga tsapfalar yordamida maҳkamlanadi. Bunday tadbir akkumulyatorlarning baklari o’rtasida elektr kontakt bo’liшiga yo’l qo’ymaydi; чunki ular orasida potentsiallar farqi bor.
Akkumulyatorlar batareyasi uчta sektsiyadan yig’ilgan bitta sektsiyaga ketma-ket ulangan uчta akkumulyatorning nominal kuчlaniшi 4v ga, uчta ketma-ket ulangan sektsiyaniki esa 12V ga teng.
Elektrolit sifatida o’yuvчi kaliyning suvdagi eritmasiga oz o’yuvчi litiy qo’шib iшlatiladi; ayniqsa yozda akkumulyatorni zaryadlaш va zaryadsizlaniш vaqtida undagi iшqorning qiymati o’zgarmaydi, binobarin elektrolit ziчligi ҳam o’zgarmaydi, шuning uчun zaryadi g’olatini areometr bilan aniqlab bшlmaydi.
Temir-nikelli akkumulyatorlar iшlaganda plastina trubalaridagi aktiv moddalarning tarkibi o’zgaradi. Zaryadlaш vaqtida musbat plastinalarning aktiv massasi nikel (II) gidroksiddan nikel (II, III) – oksidiga, manfiy plastinalarning aktiv massasi esa temir (II) – gidroksid toza temirga aylanadi.
Zaryadsizlaniш vaqtida musbat plastinalarda nikel (II) – gidroksidi, manfiylarida (II) – gidroksid ҳosil bo’ladi.
Iшqorli akkumulyatorlarning e.yu.k. ning qiymati plastinalar aktiv moddasining oksidlaniш darajasiga bog’liq; zaryadlangan ҳolatda e.yu.k. 1,48V, zaryadsizlanganda esa 1,35V bo’ladi.
Чegaraviy zaryadsizlaniш kuчlaniшining qiymati temir-nikelli akkumulyatorlar uчun 5 soatli zaryadsizlaш tejimida va 25⁰ temperaturada 1v ga teng.
Temir-nikelli akkumulyatorlarning o’rtaчa iш kuчlaniшi 1,33 – 1,35V ga teng.
Temir-nikelli akkumulyatorlarning nominal sig’imi 25⁰ da va 5 soatli zaryadsizlaniш rejimida kuчlaniш 1v gaчa tuшirib aniqlanadi.
Iшqorli akkumulyatorning xarakterli xususiyati elektrolitning elektrkimyoviy jarayonlarda qatnaшmasligidir (u faqat elektr zaryadlarni taшiшga xizmat qiladi). Шuning uчun iшlayotganda elektrolitning ziчligi o’zgarmaydi va bundan akkumulyator ҳolatini aniqlaш mumkin emas. Iшqorli akkumulyator zaryad toki ta’sirida iшlayotganda musbat plastinalar nikelining gidrat oksidi nikel gidrooksidiga, manfiy plastinalarning temir oksidi esa temir gidrooksidiga aylanadi.
Ayrim avtomobillarga o’rnatiladigan temir-nikelli akkumulyatorlar batareyasining 3x3 3SJN-70 markasi quyidagilarni: birinчi 3 raqami sektsiyalar sonini (batareyada uчta sektsiya bor); ikkinчi 3 raqami ҳar bir sektsiyada uчtadan akkumulyator borligini; S ҳarfi batareyaning startyor tipidagiligini: JN-temir nikelni; 70-A soatda o’lчanadigan sig’imni bildiradi.
Temir-nikelli akkumulyator batareyasini elektrolitini tayyorlaш quydagiчa: elektrolit tayyorlaш uчun ikkita kranli po’lat bakdan foydalaniladi. Bitta kran bakning tubida joylaшgan bo’lib, undan iшqorni eritganda ajraladigan чo’kindilar tokiladi. Ikkinчi kran bak tagidan yuqoriroqda joylaшgan bo’lib undan tindirilgan elektrolitning yuzi qismi quyib olinadi. Kranlar ҳam pшlatdan tayyorlanadi.
Keramik yoki mis, rux yoki qalay bilan oqartirilgan idiшlardan, шuningdek avval kislotali elektrolit bilan iшlagandan foydalanilgan idiшlar va areometrlardan foydalaniш mumkin emas.
Iшqorli elektrolit quydagiчa tayyorlanadi. Bakka distillangan suv quyiladi va unga maydalangan o’yuvчi kaliy bo’laklari solinadi. O’yuvчi kaliy bo’laklari asta-sekin solinadi va po’lat xiviч bilan tinmay aralaшtirib turiladi. Iшqor eriganda issiqlik ajralib чiqadi. Eritmani sovitiш va tindiriш uчun u bakda 15-20 soat qoldiriladi. Keyin eritmaning yuzidagi quyqa qismi tшkib taшlanada va suv quyib elektrolitning ziчligi kerakli darajaga yetkaziladi.
1,23g/sm³ ziчlikni oliш uчun 2,5l distillangan suvga 1kg qattaq iшqor (o’yuvчi kaliy) soliш kerak. O’yuvчi litiy 1l distillangan suvga 20g miqdorda qo’шiladi.
Bunday elektrolit yozda ҳavo ҳarorati 30⁰ dan oшmaganda iшlatiladi. Bundan issiq шaroitda elektrolit ziчligi 1.20g/sm³ gaчa tuшiriladi (muzlaш ҳarorati - 30⁰). Qiшda ҳarorat - 35⁰ dan kam bo’lganda o’yuvчi litiy qo’шilmagan, ziчlik 1,27g/sm³ bo’lgan elektrolit (muzlaш ҳarorati - 53⁰) iшlatiladi.
Ziчligi 1,41g/sm³ bo’lgan kaliy-litiyli tayyor elekrolit keng tarqalgan; bunday eritmaning 1l ga 0,8l distillangan suv qo’шib kerakli ziчlikdagi elektrolit olinadi.
Bunday suv oddiy suvdan olinadi. Buning uчun ҳar litr suvga 5 – 10g qattaq iшqor (o’yuvчi qaliy) yoki ziчligi 1,23g/sm³ bo’lgan (20 – 25sm³) elektrolit qo’шiladi. Шundan keyin suv po’lat xiviч bilan aralaшtiriladi va bir sutkadan keyin eritmaning ustki quyqa qismi kelgusida yana iшlatiш uчun yoki elektrolit tayyorlaш uчun yoki akkumulyatorlarni to’ldiriш uчun quyib olinadi.
Temir - nikelli yangi akkumulyator batareyasini iшlatiшga tayyorlaш. Elektrolit quyiшdan oldin akkumulyatorlarni sektsiyaga to’g’ri yig’ilganligi va шtirlardagi gaykalar puxta maҳkamlanganligi tekшiriш zarur. Akkumulyatorlarga elektrolit quyiш uчun rezina uчlik kiydirilgan po’lat voronkadan foydalaniladi; bunday forornkalar plastinalarning akkumulyator qopqog’i bilan tutaшib qoliшga yo’l qo’ymaydi. Quyiшni osonlaшtiriш uчun 1,5 l li belgisi bo’lgan 2 l li pшlat krujka iшlatiladi.
Elektrolit ziчligi uni iшlatiш шaroitining ҳaroratiga mos tuшiшi lozim. Elektrolitning ҳarorati 30⁰ dan oшiq bo’lmasa, uni quyiш mumkin. Elektrolit plastinalariga шimiliшi uчun kamida ikki soat talab qiladi, keyin elektrolit satҳi plastinalardan 5 – 6mm yuqori qilib o’rnatiladi va akkumulyator zaryadlaшga qo’yiladi.
Iшqor bilan iшlaganda juda ҳam eҳtiyot bo’liш kerak, чunki u organik to’qimalarni; чunonчi teri, soч, шerstni buzadi. Uni neytrallaш uчun bor kislotasining eritmasi iшlatiladi. Iшqor bilan faqat rezina qшlqop, fartuk va ko’zoynakda iшlaш mumkin.
Zaryadlaш rejimi, ya’ni tok qiymati va zaryadlaш vaqti akkumulyatorlar barareyasini saqlaш muddatiga va ҳarorat шaroitlariga bog’liq. Agar saqlaш muddati yarim yildan oшmasa, bir marta “kuчli zaryadlanadi”, ya’ni 40A tok bilan 5 soat davomida, keyin tokni 20A gaчa tuшirib, yana 3 soat davomida zaryadlanadi. Ikki yilgaчa saqlanasa, bitta va ҳatto uчta trenirovka tsikli va 40A tok bilan 3 soat davomida, 20A bilan yana 3 soat davomida “normal zaryadlaш” o’tkaziladi.
Agar temir-nikelli akkumulyatorlar past ҳaroratda iшlatiшga berilsa, trenirovka tsikllar soni 2 va undan ҳam ko’p marta oшiriladi. Шundan keyin “kuчli zaryadlaш” o’tkaziladi.
Bundan taшqari 20A tok bilan ҳar sektsiyada 3V kuчlaniш qolgunчa “trenirovka zaryadlaш” va 24A tok bilan 25⁰ ҳaroratda ҳar sektsiyada 3V kuчlaniш qolgunчa “kontrol zaryadsizlaniш” o’tkaziladi. Tokning qiymatini zaryadsizlaш vaqtiga ko’paytirib amper-soatlar aniqlanadi.
Tirnirovka tsikllarda “normal zaryadlaш” va “trenirovka zaryadsizlaш” o’tkaziladi.
Temir – nikelli akkumulyatorlarning bitta sektsiyasini zaryadlaш uчun 40A tokda 5,3V kuчlaniш kerak. Zaryadlaш vaqtida elektrolit ҳarorati kuzatib boriladi. Elektrolit ҳarorati 40⁰ ga ko’tarilsa, uni sovitiш uчun zaryadlaш to’xtatiladi.
Zaryadlaш to’gagaч, elektrolit satҳini plastinalarning eng yuqori uчidan 15mm ko’tariш lozim. Bunda akkumulyatorga kerakli ziчlikdagi elektrolit quyiladi. Kislatali akkumulyatorlardan farqi temir - nikelli akkumulyatorlarni zaryadlaшda gaz ajralib чiqiшi “qaynaшi” zaryadlaniш tamom bo’lganligini bildirmaydi. Шuning uчun akkumulyatorlar kislotali akkumulyatorlardan aloҳida zaryadlanadi va saqlanadi.
Starter tipidagi temir – nikelli akkumulyatorlar batareyasiga qarov. Akkumulatorlarning sirti ҳar kuni latta bilan artib turiladi va u toza, quruq ҳolda saqlanadi, akkumulyatorlarning konteynerlarda, sektsiyalarning maшinada maҳkamlaniшi klemma va simlarning ҳam puxtaligi tekшirib turiladi. Elektrolit satҳi tekшirib turiladi va kamygan bo’lsa, distillangan suv quyiladi. Bunda quyiш og’zining tiqinlaridagi teшiklar tozalanadi. Elementlar orasidagi birikmalar maҳkamlanadi va vazelin bilan moylanadi.
Avtomobil 5 ming km yo’l yurgaч, quydagilar bajariladi:
1. Elektrolit ziчligi tekшiriladi.
2. Regulyator kuчlaniш tekшiriladi. U ҳavoning ҳarorati – 35⁰ bшlganda 14,5+ 0,2Vv; ҳarorat – 35⁰ dan past bo’lganda 15,0+0,3V bo’liшi kerak.
3. Akkumulyatorlar batareyasini qiшda “kuчli”, boшqa vaqtda “normal” zaryadlab turiш kerak.
Qiш va yozgi iшga o’tilganda temir-nikelli akkumulyatorga mavsumiy qarov o’tkaziladi. Qiш шaroitida iшlaшga o’tilganda quydagi iшlar bajariladi: akkumulyator sektsiyalari maшinadan olinadi, “kontrol zaryadlaш” o’tkaziladi, qolgan sig’im aniqlanadi, “trenirovka tsikl” o’tkaziladiiiii va “kuчli zaryadlanidi”. Qiшki rejimda iшlaшga o’tiшdan oldin ikki yilda bir marta elektrolit almaшtiriladi, bunda sektsiya oldindan yuviladi, sektsiya yuvilgandan keyin tezda elektrolit quyiш kerak. Qiшda akkumulyator batareyasini o’rab qo’yiш foydali.
Yozgi mavsumda iшlaшga o’tiшda elektrolit ziчligi kamaytiriladi va elektrolitda o’yuvчi litiy bшlmasa, u qo’шiladi. Rostlanadigan kuчlaniш qiymatini 14,2 – 14,5V gaчa kamaytiriladi.
Temir - nikelli akkumulyatorlar batareyasining nuqsonlari quydagiчa: akkumulyatorlar baklari o’rtasida potentsiyallar farqi borligi avval aytib o’tilgan edi, шuning uчun kutilmaganda qo’шni baklar orasiga metall buyum tuшib qolsa ular qisqa ulanib zaryadsizlanadi.
Temir - nikelli akkumulyatorlarning sig’imi qator sabablarga ko’ra kamayiшi mumkin. Чunonчi, to’la zaryadlamaslik, uzoq muddat elektrolitni almaшtirmay iшlatiш, yozda elektrolitga o’yuvчi litiy qo’шmaslik oqibatida, bu ҳollarda akkumulyatorlarning iш qobiliyatini tiklaш mumkin.
Quydagi sabablarga ko’ra akkumulyatorlar sig’imi qaytarib bo’lmaydigan darajada yo’qoladi: elektrolitga ҳatto oz miqdorda bo’lsa ҳam kislota tuшsa, akkumulyator satҳi pasayib ketgan elektrolit bilan iшsa, plastinalar шiшib ketsa, akkumulyatorni suvda yuvilgan plastinalar bo’lsa-yu, elektrolit to’ldirilmagan bo’lsa. Yuqoridagi sabablar natijasida plastinalarning yo turli qutubdagi plastinalar qisqa ulab qoladi. Sektsiyadagi bunday akkmulyatorni benuqsoni bilan almaшtiriш kerak.
Agar trenirovka tsikli o’tkazilganda “kontrol zaryasizlaш”da akkumulyatorning sig’imi nominal qiymatidan 30% kamayib ketsa ҳam akkumulyator almaшtiriladi. Agar siҳim 30% oшiq, lekin 50% dan kam bo’lsa, u quydagiчa tiklanadi. Akkumulyator 14A tok bilan 1V kuчlaniш qolgunчa zaryadsizlanadi, elektrolit tokiladi va distillangan suv quyib 24 soat saqlanadi. Keyin suv tokiladi, agar suvda quyva ko’p bo’lsa, yana 2 – 3 marta yuvilada va 1,27 g/sm3 ziчlikdagi yangi elektrolit quyiladi. Keyin ikkita trenirovka tsikli o’tkaziladi va “kuчli zaryadlanadi”. Bu ҳolda elektrolit ziчligi kamayadi, чunki plastinalarni yuvganda qolgan suv bilan aralaшadi.
Nazorat savollari.
1. Qo’rg’oшin-kislatali akkumulyator batareyasini vazifasini tuшuntiring ?
2. Qo’rg’oшin-kislatali akkumulyator batareyasinituziliшini tuшuntiring ?
3. Qo’rg’oшin-kislatali akkumulyator batareyasini belgilaniшini tuшuntiring ?
4. Qo’rg’oшin-kislatali akkumulyator batareyasini qanday suyuqlik quyiladi ?
5. Elektrolit qanday tayyorlanadi ?
6. Qo’rg’oшin-kislatali akkumulyator batareyasini iчki qarшiligini tuшuntiring ?
7. Temir – nikelli akkumulyatorlar batareyasining tuziliшini tuшintiring ?
8. Temir – nikelli akkumulyatorlar batareyasi qanday markalanadi, u nimani bildiradi ?
9. Temir – nikelli akkumulyatorlar uчun elektrolit qanday tayyorlanidi ?
10. Temir – nikelli akkumulyatorlar batareyasiga zaryadlaш va zaryadsizlaш iшlari qo’llaniladi.