Аккумуляторлық батареяларға техникалыққызмет көрсету түрлерін ұйымдастыру

Дизельдің  жұмыс  процесінің  көрсеткіші  және  оны  пайдаланудың  сыйпаттамасы  айтарлықтай  түрде  отындық  арматураның  жұмысына  тәуелді.  Отындық  арматура  келесілерді  қамтамасыз  етуі  керек:

1. дизелдің  жану  камерасына,  дизелдің  жүктемесіне  сәйкесті  әлсін-әлсін  жанармай  шашу.

2. пайдаланудың  жоғарғы  көрсеткіштерін  сыйпаттайтын  жанармай  шашуды  бастау  және  одан  әрі  жалғасуы.

3. цилиндірге  жанармайды  сиректеу  шашып  беру,  бұл  жану  камерасында  таза  ауалық  зарядпен  толықтай  ауаласуды  қамтамасыз  етеді.

4. жанармайды  бір  рет   шашу  барысында  дизельдің   иінді  білігінің  айналу  бұрышына  жанармайды  тиімді  санды  тарату.  Бұл  үшін  форсункіге  жанармай  жоғарғы   қысыммен  түсу  керек.  Бұл   мезгілде  бір  жұмыс  айналымына  берілетін  жанармай  мөлшері  0,36 г  0,05 г  дейін  0,004 секундта  өзгереді;  сондықтан  плунжерде   өте  кішкене  тесік  болуы   керек, бұл  жоғарғы  қысымды   қамтамасыз  етеді.

Плунжерді   жұдырық  қозғалысқа  әкеледі,  ол  өзі  иінді  біліктен  айналымнан  қозғалысқа  келеді.  Дизелдің  жұмыс  барысында,  айналу  жиілігі  өзгермеген  жағдайда  да  иінді  біліктің  айналу  уақыты  өзгеруі  мүмкін,  сондықтан  жанармай  сорғысы  жүріп  тұрғанда  берілетін  жанармай  көлемін  өзгертуі  қажет.  Бұл  үшін  плунжер  айналымға  түсіп  берілетін  жанармай  көлемін  өзгертуі  қажет,  мұнда  плунжер  айналымында  жанармайды  беруді  бастау  моменті,  гилзаның  тесігіне   тәуелді  спиралды  қйылған  жиектер  жағдайының  өзгеруіне  байланысты  өзгереді.  Плунжер  қаншама  айналысқа  түссе  жанармай  беру  соншама  өзгереді.  Плунжер  айналысының  бұрышы  азайғанда,  жанармай  беру  көлемі  азаяды.  Себебі  Д100  типті  дизелдерде  жанармайды  беріп  бастау   және оны  проциялап  өлшеу  тікелей  плунжермен  жүзеге  асырылады.

 

1.3  Аккумуляторлық батареялардың атқару қызметі

 

Теповоздарда материалға қатыссыз, олардың табақшалары менэлектролит өндірілген қорғасын (қышқылды) жəне темірникелді немесекадмиевникелді (сілтілі) аккумулятор қолданылады.

Аккумуляторлық батарея  дизелді іске қосу кезінде басты  генераторды,

сонымен қатар басқару  шынжыры мен жарық беру, көмекші электро қозғалтқыштарды қоректендіру үшін белгіленген, сондықтан дизель тоқтаған кезінде, көмекші генераторда жұмыс істемейді.

Аккумуляторда электрлік қуат химиялыққа айналады, қажет болған

жағдайда электрлікке оралады. Бірінші жағдайында аккумулятордың заряды,

екінші жағдайында разряды пайда болады. Аккумулятордың заряды мен разрядпроцестенуібірнеше рет қайталанады. Аккумулятордың негізгі көрсет-кіштері: электро қозғалтқыш күші, сыйымдылық, максималдық жəне ішкі кедергі.

Тепловоз аккумуляторының  электроқозғалтқыш күші, оның түрінен,

зарядталған дəрежесінен, элетролиттің тығыздылығынан, разрядтың тоғынан (жүктемелер) 1,4-2,2, В шамасында орналасқан. Сыртқы өткізгіште ең аз кернеуге дейін разряд кезінде толығымен зарядталған аккумулятор беретін электрліктің саны, аккумулятордың сыйымдылығы деп аталады.

Табақшалардың мөлшерлері, разряд уақытының ұзақтылығы, разряд

тоғының көлемі, температура жəне т.б. факторлар аккумулятордың сыйымдылығына əсер етеді. Тепловоз дизелдерін іске қосқанда аккумулятор-дың разряд тоғының ең көп күші 1500-2000 А тең.

Аккумулятор батареялары  дизель жіберілген кезде 1700-2000А қысқа  мерзімді тоқ береді, оның сыйымдылық бойынша қайта берілуі 80%, пайдалы  əсер коэффициенті - 65%. Күш алған  батарея электролитінің тығыздығы 1,24-1,25 г/см3, тығыздықтың көтерілуімен электролиттің қатып қалу температурасы  кенеттен төмендейтін болғандықтан, ал қыс айларында оны 1,26 г/см3 дейін көтерген жөн.

Отандық 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭ121 жəне тепловоздарда басқару тізбегіндегі кернеу жəне жарық 110В-қа дейінгі көтеріңкі, сондықтан олар үшін 48ТН-450 қышқылды аккумулятор батареясын орнатады.Батареядағы аккумуляторлар саны 48-ге дейін көбейген, оның нақты кернеуі96В, сыйымдылығы 450А / сағ. Отандық электротехникалық өнер кəсіпте қорғасынды үнемдеу үшін тепло-воздық темірникельді– сілтілі аккумуляторлық батареялары 46ТПЖН-550 құрылған, олар ТЭ10 түріндегі жəне басқа да сыйымдылығы 550А/сағ тепло-возға арналған. Аккумумуляторлық батареялардың саны, осы тепловозға арналған қышқылды батареямен салыстырғанда 46 дейін көбейтілген, қышқылды аккумулятордағы батарея саны – 32, яғни сілтілі аккумулятордың қозғалыс күші энергиясы төмен.

        Тепловоз аккумулятор батареялары аккумуляторлары тізбектелген ұстат-қыштармен қосылған, соның арқасында олардың кернеулері жинақталады. 32ТН-450 батареясының нақты кернеуі 64В-қа тең. Аккумулятордың үшінші секциясынан 24В кернеу алу үшін арнайы сыртқа шығарылатын өткізгіш жасалған. Бұл кернеу локомотивтің өлшеуіш құралдарын қоректендіру үшін қажет.

Тепловоздардың аккумулятордан тұратын типі 32ТН-450, қорғасынды

аккумулятор батареялары қолданылады. Əріптер, оның тепловоздарға (Т) арналғанын, ал тақтайшаның жылдам əсер ету қоспасы майланғандығын (Н) білдіреді. Батареяның сыйымдылығы 450 А/сағ.

        Дизель жіберілгеннен кейін аккумулятор батареясы қосалқы генераторлардан тоқ күшін алады. Тоқ күшінің мөлшері амперметр бойынша бақыланады. Жоғары сыйымды жинағыштыңбасты қызметі түйістіргіш бетіндегіаса жоғары саңылаулы көміртегі электродының екі еселенген электр тоғықабатында тікелей күш жинауға негізделген. Олардағы күштің шұғылбəсеңдеуінің жинақталған энергиясы мен қуатының тығыздығы басқа конденсаторлар мен аккумулятор батареяларының сəйкес көрсеткіштерімен салыстырғанда асып түседі. Бұндай конденсаторлар қысқа уақыт аралығында (0,1 – ден 10 с-қа дейін) шұғыл энергия бөлу талап етілетін жерлер деп айдалы. Дəл осы қасиеті құрамдастырылған тоқпен от алдыру (электростартер) жүйесін құру кезінде, дизельдік поездар ментепловоздардың ернеулі аккумулятор батареяларының пайдаланутəртіптемесін жақсарту үшін қолданылған.

         Дизель жіберілген мезетте жинағыш желіде күштің бəсеңдеуіне қажетті

кернеуді жəне қуатты қамтамасыз ете отырып, от алдырғыш айналысының негізгі энергетикалық күшін өзіне алады. Жіберілгеннен кейін шамамен 5сағ аралығында аккумулятор батареясынан немесе өндіргіштен қайтадан күш алады, осыдан кейін қайтадан жұмысқа қосылуға дайын болады. Күш алу мерзімінің сақталуы бірнеше жүздеген сағатқа дейін болған кезде, іске қосужəне қайта күш алу циклінің жұмыс саны шектелмейді. Дегенмен жоғары сыйымды жинағыштар пайдалануға қолданған кезде барлық уақытта күтілген нəтижеге сай бола бермейді. Электролит шашырамау үшін аккумулятор банкісінің қақпағы жабық тұрады.

 

1.4 Батареялардың негізгі элементтері конструкциясы.

 

Аккумулятор 36 оң жəне 34 теріс зарядты тақтайшалардан тұрады. Оң зарядты тақтайшалар болаттан жасалған, саңылаулары бар, никель таспасымен бүркемеленген жалпақ қорап тəрізді болады, ол тоқ өткізгіштігін арттыру үшін ұсақталған графит қосылған никель-гидро тотығымен толтырылған. Теріс зарядты тақтайшалардың болат қораптары кеуекті (ұнтақпен) темірмен толтырылған. Теріс зарядты тақтайшалар оңзарядтылар аралығына қойылған жəне шағылысудан қатпарланған қалып түріндегі полихлорвинилденген саңылаулы ажыратқыштармен сақтандырылған.

          Сілтілі аккумулятордың оң зарядты тақтайшаларында ақпақтағы саңылау арқылы сыртқа аккумулятордың түйістіргіш істікті өткізгіштері шығып тұрады. Қорғасынды аккумуляторларда электролитретінде тазартылған судағы таза күкірт қышқылының ерітіндісі (Н2 SO4) қызмет етеді. Күкірт қышықылының тығыздығы 1,83г/м³, судың тығыздығы 1г/м³ Сондықтан электролиттің тығыздығы 1г/м³ жоғары көтеріледі, əдеттеол 1,2-1,4г/м³.

Электролитпен толтырылған аккумулятор, оған қоса берілген нұсқаулыққа сəйкес, күш алу үшін электр қуаты көздеріне қосылады.  Нəтижесінде оң зарядты тақтайшалардың жылдам əсер етуші қоспалары қорғасын асқынтығына PbO2 айналатын, жаңа аккумулятордың алғашқы арнайы зарядын қалыптастырғыш деп атайды.

Теріс зарядты тақтайшалардың жылдам əсер етуші қоспалары кеуекті қоспа деп аталатын саңылаулары бар таза қорғасынға ауысады. Бұл процесте электролиттің тығыздығын арттыратын күкірт қышқылы (Н2 SO4) бөлінеді. Егер аккумулятор химиялық процестен алынған энергияны қайтаберетін болса, онда оң жəне теріс зарядты тақтайшалардың жылдам əсеретуші қоспалары қорғасын сульфаты (PbSO4) деп аталатын күкіртқышқылды қорғасынға айналады. Осы кезде су бөлінеді, сондықтанэлектролиттің тығыздығы төмендейді.

Аккумулятор күш алмай тұрғанда, жылдам əсер етуші қоспа ұсақ графит

қоспасынан алынған никель шала тотығы гидратынан Ni(OH)2 тұрады, ал теріс зарядты тақтайшаның жылдам əсер етуші қоспасы – темір никельді аккумуляторда темір шала тотығу гидратынан  Fe(OH)2 немесе кадмие ни- кельді аккумуляторда темір шала тотығы гидратынан алынғанкадмия шала тотығы гидратынан Cd(OH)2 тұрады. Аккумулятор күш алған кезде оң заряд тақтайшалардың жылдам əсер ету қоспасы тотығады, никель шала тотығыу гидраты никель оксид гидратына ауысады Ni(OH)3.

Теріс заряд тақтайшалардың жылдам əсер етуші қоспасы темір (Fе) (кеуек) ұнтағы түрінде қайта қалпына келеді немесе темір жəне кадмия қоспасы кеуеккүйінде қайта қалпына келеді.

Сілтілі аккумулятор (Щелочной аккумулятор) никель мен болаттан жасалған сауыттан, оң жəнетеріс зарядты тақтайшалардан жəне электролиттен тұрады. Сілтілі аккумуляторда электролит  ретінде тазар-тылған судағы сілті ерітіндісі, яғни күйдіргіш калий КОН қызмет етеді.               Аккумулятордың тақтайшалары никельденген болаттан жасалған жұқа пакет түрінде дайындалған жəне жылдам əсер етуші қоспалармен толтырылған. Жылдам əсер етуші қоспалар электролиттермен жақсы жанасуы үшін пакеттің қабырғаларында көптеген саңылаулар жасалған. Теріс зарядты тақтайшалар оң зарядты тақтайшалардың арасында орналастырылған жəне бір-бірінен ажыратқыштармен (төсемдермен) бөлінген.

         Аккумулятор күшінің бəсеңдеуі процесінде тақтайшалардың жылдам əсер етуші қоспаларының құрамы бастапқы қалпына қайтадан келеді: оң зарядты тақтайшалардың жылдам əсер етуші қоспасы никель шала тотығы гидратына айналады, ал теріс зарядты тақтайшалардың жылдам əсер етуші қоспасы сəйкесінше темір шала тотығыу гидратына немесе кадмия шала тотығыу гидратына айналады.Аккумуляторды электр қуаты көздерінен ажыратқаннан кейін оның кернеуі шамамен бірден 2,1В түседі. Аккумуляторлардың басқа жұмыс тəртіптемелері кезінде аз қарқынды болса да сутегі жəне оттегі бөлінеді.

Сутегі мен оттегінің  жарылғыш күркіреуік газ деп аталатын қоспа түзетіндігі белгілі. Сондықтан аккумулятор тұрған ғимаратқа отпен кіруге тыйым салынады.

Қуаттың бір бөлігі электролитті қыздыруға жəне əр түрлі химиялық про-цестерге жұмсалатын болғандықтан, аккумулятор күш алу кезінен қарағанда күшінің бəсеңдеуі кезінде электр қуатын аз береді.

 

          1.5 Аккумуляторлық батарея құрамы.

 

 Қорғасынды аккумуляторда (свинцового аккумулятор) екі бөлек блокқа біріктірілген, аккумуляторда соншалықты энергия мөлшерін жинақтауға бола-тын, оның тақтайшаларының үстіңгі бетінің мөлшеріне пропорционал болып келетін электролитпен қоршалған, бірнеше оң жəне теріс зарядты тақтайшалар орналастырылады. Тақтайшалар беттерінің э лектролитпен жанасуын одан да көбірек ұлғайту үшін, оларды жылдам əсер ететін саңылаулы қоспамен толты-рылатындай ұялы тор көзді тəріздендіріп дайындайды. Аккумуляторда əрбір теріс зарядты тақтайшадан кейін оң зарядты тақтайша қойылады.

Жиектеріне теріс зарядты тақтайшалар орналастырылғандықтан, қорға-сынды аккумуляторда теріс зарядты тақтайшаның біреуі оңзарядтыға қарағанда артық болады. Бір-бірімен жанаспау үшін тақтайшаларды полихлорвинилдік ажыратқыш, шыны ұнтағы желімделгенкиіз ажыратқыш жəне басқа да ажыратқыштар - төсемдер бөліп тұрады. Бұндай ажырат- қыштарды саңылаулы ажыратқыштар деп атайды. Ең көп саңылаулар шыны ұнтағы желімделген киіз ажыратқыштарда болады, ол химиялық оқшауландырылған, оның механикалық беріктілігі төмен.

Блок жинақталғаннан кейін  аккумулятордың оң жəне теріс зарядты тақ-тайшалары қышқылға төзімді материалдан жасалған (эбониттен немесе қауырсыннан жасалған) бак немесе банкі деп аталатын сауытқа батырылады.

Аккумулятордың 32ТН-450 типті батареясы (сурет1) үшін тақтайшаларарасындағы төсем ретінде мипласты ажаратқыштар 7, əйнек желімденгенкиіз ажыратқыштар 9 жəне полихлорвинилді тесікті тақтайшалар

қолданылған. қатпарланған ажыратқыштар 6,8 тек қана тақтайшаларды бөліптұрмайды, сонымен қатар олардың дірілін де жояды.

 

Сурет 1 - Тепловоздың 32ТН-450 түріндегі қышқылды қорғасындыаккумуляторы:

     1-резеңке амортизаторлар (бəсеңдеткіш); 2- екі қырлы сауыт; 3- бак;

4-оқшауландырғыш; 5- полихлровивнивді ажыратқыш; 6- оң зарядты тақтайша;7- тақтайшаларарасындағы төсем ретінде мипласты ажаратқыштар;8- тек қана тақтайшаларды бөліптұрмайды, сонымен қатар олардың дірілін де жояды; 9- əйнек желімденген киіз; 10- сақтандырғыш қалқан; 11-асбесттісым; 12-мастик (қою желім); 13-қақпақ; 14-тығын; 15- сыртқашығарылған өткізгіш.Ажыратқыштардың жоғарғы жағына электролиттің шашырауын жəнетақтайшағабасқа да заттардың түсуін ескертетін сақтандарғыш қалқан 10,төселеді.

 

         Тепловоз аккумуляторлары үшін эбониттен жасалған бактарқол-данылады, бұл материалдың (эбонит) механикалық беріктілігі мен электр оқ-шауланғыштығы жақсы, ал бактар мүжілмейді, жеңіл, арзан.Аккумулятордың оң жəне теріс зарядты тақтайшалары бактың түбіндеболып табылатын екі қырлы сауытқа қойылады, бак эбонитті қақпақпенжабылады, ал қақпақ пен ыдыстың қосылған жері асбестті сыммен оралып жəне қышқылға төзімді қою желіммен (мастикпен) мұқият тығыздалады.

Əрбір блок тақтайшаларының  қақпақ арқалы өтуге арналған тесіктердегі

істіктері резеңке сақиналармен тығыздалады. Қақпақтағы құю тесіктері аккумуляторда түзілген газдарды шығару үшін, ішкі арналары бар арнайы тығынмен жабылады. Қышқылға төзімді жылтыр сырмен боялған ағашжəшіктерге төрт аккумулятор қойылады. Жəшіктер тасымалдауға ыңғайлы

болу үшін аспалы тұтқалармен  жабдықталған.