2.1. Қорғасынды-қышқылдық аккумуляторларындағы физика-химиялық процесстер.
Токтың химиялық көзі белгілі бір электрлік-химиялық жүйенің негізінде жасалынады, оны реагенттер (тотықтырғыш және қайыраорнықтырғыш) мен электролиттердің біргелестігін айтады. Электрлік жүйенің қайыраорнықтырушысы жұмысшы реакциясы (токпайда етуші депте аталады) кезінде электрондарды береді және тотығады (теріс электрод), ал тотықтырғыш қайтараорнықтырылады (оң электрод). Ереже бойынша электролит болып, жақсы иондық өткізгіштікке жіне шектік аз электрондыққа ие болған, сұйықтың химиялық қоспасы жұмыс атқарады.
Электрохимиялық жүйенің шартты жазылуы: ( - ) Қайыраорнықтырғыш (Электролит). Тотықтырғыш ( + ).
Қорғасынды-қышқылдық аккумуляторларда қайыраорнықтырғыш ретінде тікбұрыш жұқа қорғасын Рв, ал тотықтырғыш ретінде қорғасынның екілік тотығы РвО2 жұмыс істейді. Электролит-массалық концентрация 28 %-тен 40 %-ке дейінгі күкірт қышқылының судағы ерітпесі H2SO4.
Солай, етіп біз қарастыратын электрлік химиялық жүйе, шартты былай жазылады:
( - ) Рв І Н2SO4 І РвО2 ( + )
Аккумуляторда болатын физикалық процесстер металдардың электролиттік еру қасиетімен байланысты, ол металдардың оң зарядталған иондарының ерітіндіге өтуімен тұжырымдалады.
Бетінде қорғасын пайда болған электрод сұйыққа батырылғанда, электролит ерітіндісіне қорғасыннан, оның оң зарядталған иондары бөлініп шыға бастайды да, олар ерітіндіге өтеді де, бұл кезде электрод теріс зарядталатын болады. Осы процесстің жүруінің арқасында ерітінді мен электрод арасындағы потенциалдар айырмасы өседі да, сонымен ерітпенің оң иондарының осмотикалық қысымы өседі. Бұның арқасында қорғасын иондарының ерітіндіге өтуі көпке дейін созылуы мүмкін емес, электродпен ерітінді арасындағы қандай да белгілі бір потенциалдар айырмасында, еріген қорғасынның электролиттік серпімділік бір жағынан және электростатикалық өріс пен осмотикалық қысымның екінші жағынан күштері арасында тепе-теңдік орнығады. Осының арқасында қорғасынның еруі тоқтайды.
2.2. 2. . Стартерлық аккумулятор батареяларының құрылғылары.Нығады. Ағынан және электростатикалық өріс пен осмотикалық ғы қандай даынСтартерлық аккумулятор батареяларының құрылғылары.
Көпшілік басқа түрдегі аккумуляторлық батареяларындай стартерлық қорғасындыөқышқылдық батареялар құрылғылары да, бөлек аккумуляторларды тізбектеп жалғауға негіздейген. Пайдаланылатын құрылымдық материалдар, күкірт-қышқылының ұзақ әсеріне төзімді болуы қажет. Мұндай әсерге төзімділігі жоғарылау материалдардың бірі қорғасын болып саналады, сондықтанда барлық токжүретін бөлшектері қорғасынан немесе қоғасын қорытпаларынан жасалынады.
Стартерлық батареялардың элетродтары белсенді заттармен конструктивті пластина түрінде кескінделген тордан тұрады, ол пластинаны белсенді массамен пішіндегенде пайда болатын пастамен жағылған. Торлар қорғасын қорытпаларынан құйылған.
Тордың салмағы, пластинаның салмағының 50 %-ін құрайды. Оң пластинаның торлары көбірек тотықтануға ұшырайды, сондықтан қалыңдау қимаға ие. Пасталанған пластинаның жалпы қалыңдығы, аккумулятор батареясының жұмыс істеу режиміне және белгіленген жұмыс мерзіміне байланысты, ол жеңіл автомобилдеріне қолданылатын аккумулятор батареяларында 1,5-2,0 мм құрайды, ал тракторларда қолданылатындарда аккумулятор батареяларында 2,4-2,6 мм құрайды.
Бірдей сандағы белсенді материалдар, үлкен қалыңдықтағы аз сандағы пластиналармен немеме кіші қалыңдықтағы көп сандағы пластиналар арқалы орныққын болуы мүмкін
Батареялардың стартерлық сипаттамасы жақсы болады, электродтың қалыңдығы аз болғанда.
Тор, активтік материалдардың барлық массасына біркелкі таралуын қамтамасыз етуі керек, сондықтан пластина квадратқа жақын пішінге ие болуы керек. Стартерлық аккумуляторларда, ені 143 мм және биіктігі 119 мм мен 133,5 мм пластиналар қолданылады.
Бареток 5 (сурет 12) көмегімен, оң 4 және теріс 7 пластиналы жартыблоктардан жиналады. Баретада борн және көпіршік 8 бар. Көпіршікке пластинаның құлақшалары дәнекерленеді және бұл, олардың аралығының қашықтығын анықтайды. Борн, пластинаның жартылай блогынан токты әкетуші болып табылады. Пластиналар жартылай блокта параллель жалғанған. Пластиналардың саны аккумулятор батареясының қажеті сиымдылығына байланысты. Жартылай блоктар, пластина блогына 9 біріктірріледі. Блоктарда теріс пластиналар, оң пластиналардан бір данаға көп болады және олар блоктарда шеткі пластиналар болады.
Блоктарда, пластиналадың арасына бөлгіш қышқылға төзгіш кеуек материалдардан жалған ажыратқыштар 2 орнатылады. Олар, басқа-басқа аталатын электротардың өзара жанасуды.
1-теріс пластина; 2-ажыратқыш; 3-оң пластина; 4-оң пластиналардың жартыблогы; 5-баретка; 6-сақтандырғыш қалқаны; 7-теріс пластиналардың жартыблогы; 8-көпіршік, 9-пластиналар блогы; 10-қақпақ; 11-қую тесігі; 12-элементтер аралық жалғасу; 13-тығын; 14-полюстік штғу; 15-моноблок (жалғыз блок); 16-призмалық тіреніш.
Сурет 12. Аккумулятор батареясы.
Және олар арасында қысқаша тұйықталуды болдырмауға арналған.
Жоғары кеуектілігі және жақсы жұққыштының арқасында ажыратқыштар электролиттердің пластинаның активтік беттеріне еркін өтуіне кедергі болмайды. Стартерлық батареялардың осыкүнгі құрылымдарында ажыратқыштардың материалдары есебінде мипор, минпласт және поровинил қолданылады.
Мипор немесе микрокеуекту эбонит, табиғи каучуктың қоспасын әртүрлі қосымшаларды күрделі технологиялық процессте вулканизациялаудың нәтижесінде алынадыы. Өнеркәсіп мипордан жасалған атқыратқыштарды қалыңдығы 1,1-1,5 және 1,9 мм етіп шығарады.
Минпласт немесе микрокеуекті көпхлорвинил (полихлорвинил) көпхлорвинилдік шәйірді жентектеу әдісімен алынады. Өнеркәсіп минпластан жасалған ажыратқыштарды қалыңдығы 1,1; 1,3; 1,5; 1,7 және 1,9 мм етіп шығарады.
Ажфратқыштар мен бірге жиналған пластиналар блогы моноблоктың 15 (сурет 19) ұяшығына орнатылады. Моноблок – бұл батареяның біріңғай тұрқы саңлаусыз оқшауланған қалқармен, 3 немесе 6 ұяшыққа бөлінген )аккумулятор санына лайықты, 6 және 12 В батареялар). Стартерлық батареялардың моноблоктары, эбониттен, термопластан (полиэтилмен толтырылған), полипропилен және полистиролдан жасалған. Бұл материалдар, жылулыққа және суықтыққа төзімді, қышқылға төзімді және әсірісе діріл болған жағдайдағы механикалық беріктілікті қамтамасыз етеді.
Блоктың пластиналарының төменгі жағында «табанша» (ножки) бар, құрастырылғансоң олар моноблоктың табанындағы – түптік призма 16, арнайы томпаққа тіреледі.
Эбониттен немесе пластмассадан жасалған қақпақтар 10 жеке аккумуляторлық бөліктерін жабуы мүмкін. Осы күнгі батареяларда, моноблокқа пісірілген немесе желімделген біртұтас қақпақтар қолданылады. Қақпақтарда борндарда шығаратын және электролит құятын тесік 11 бар. Құятын мойыны желдеткіш тесігі бар тығынмен жабылады. Тығында арнайы жасалған шағылдырғыштар желдеткіш тесіктен электролиттің шайқалып төгілуіне кедергі болады. Батарея, нормалдық жұмысшы, жағдайынан 45 0-қа еңкейгенде де электролит шайқалып төгілмеуі керек.
Толығымен күтілінбейтін батареялар саңлаусыз етіліп шығаылады. Олардың құюшы алқымы болмайды және олар арнайы зарядталыну индикаторымен жабдықталған. Белгілі бір минималдық зарядтық деңгейіне жеткенде индикатордың түсі өзгереді.
Әрбір стартерлық батареяның құрылымы және параметрлері тиісті бір ГОСТ-ы немесе техникалық шартты қанағаттандыруы қажет, оған түра келетін батареялар таңбаланады. Таңбаланғанның бірінші цифры (3 немесе 6), батареядағы тізбектеліп қосылған аккумуляторлар (пластиналар жиынтығы) санын бейнелеп, ондағы номиналдық кернеудің (6 немесе 12 В) анықтайды. Ал Ст қаріпі, стартерлік батарея екендігін көрсетеді. Қалған цифрлар, 20 сағаттық режим бойынша номиналдық сиымдылықты анықтайды, ал қаріптер – моноблоктың материалы (э-эвонит, т-термопласт, п-полиэтилен), ажыратқыштар материалы (м-мипласт, р-мипор, п-пластипор, с-шыныволокна, қандай – бір ажыратқышпен біргелескені) және орындалуы (н-құрғақзарядтыемес, а-жалпы қақпақпен). Мысалға, батарея 6ст-75 эм: номиналдық кернеу 12 В, 20 сағаттық зарядталу режимдегі стартерлық сиымдылық – 75 А сағ., моноблоктың материалы – эбонит, ажыратқыштардікі – мипласт, орындалуы – құрғақзарядталынған.