Echipamente Electrice și Electronice la Automobile

Acumulatoare acide cu plumb pentru autovehicule.ConstrucţiaBateria este o construcţie modulară pentru 6V sau 12V, având 3 respectiv 6 elemente de câte 2V, dispuse în celule izolate chimic din interiorul unui bac. Bacul este din ebonită sau mase plastice şi trebuie să fie inert la acidul sulfuric, să aibă o rezistenţă mecanică şi electrică mare. Celulele trebuie sa aibă o funcţionare cât mai apropiată, în ele introducându-se electrozii sub forma de plăci electrozi tubulari sau rame.Intre plăcile de semn contrar se intro¬duce un izolator microporos care permite circulaţia de la un element la celalalt. Plăcile bateriei au ca suport de susţinere un grătar din plumb turnat în ochiurile grătarului se depun paste active cores¬punzătoare polarităţii „+" sau „-". Plumbul pentru execuţia grătarului se aliază cu antimoniu. La bateriile noi antimoniul este de maxim 3%, în cazul bateriilor cu întreţinere redusă, sau se înlocuieşte cu calciu în cazul bateriilor fără întreţinere. în funcţie de utiliza-re, grătarele sunt ochiuri mici şi pereţi subţiri în cazul bateriilor de iluminat, sau cu grătare pozitive mai mari decât cele negative pentru bateriile de demaraj. După ce pastele au fost depuse pe plăci, urmea¬ză perioada de uscare şi maturare. Alegerea electrolitului. Electrolitul este o sol de acid sulfuric cu puritate foarte mare si a carei densitate se alege in functie de : obtinerea unei capacitati cat mai mare a acumulatorului; durata de viata-se limiteaza densitatea pentru diminuarea coroziunii electrozilor; temperatura de inghet - trebuie sa fie cat mai scazuta pt a evita distrugerea bateriei; temperatura medie anuala – in zona temperata densitatea d=1,28g/cm3 , zona tropicala = 1,24-1,26 , in zone polare = 1,30-1,32. pe bacul acumulatorului sunt inscriptionate obligatoriu bornele exterioare (+,-), tensiunea nominala Un, curentul maxim Imax, capacitatea bat, daat fabricatiei.

Procesul de descărcareProcesul are loc atunci când la bornele exterioare ale bateriei se conectează o sarcina Rs (consumator) curentul stabilindu-se de la catod la anod . Ionii de hidrogen (H2+) sunt transportaţi la electrodul pozitiv, unde intră în combinaţie cu peroxidul de plumb (PbOi), iar ionii de radical de acid (SO4-)se depun pe electrodul negativ, unde reacţionează cu plumbul spongios.La cei doi electrozi au loc următoarele reacţii: Pb + H2S04 + 0 -> PbS04 + H20 -lacatod;Pb02 + H2 + H2S04 -» PbS04 + 2H20 –la anod.În anumite condiţii, are loc sulfatarea plăcilor, adică depunerea de PbS04 cris¬talin care nu este electroinductiv fiind şi insolubil în apă, în funcţie de mărimea cristalelor. In timpul descărcării concentraţia electrolitului scade, la fel şi tensiunea electrică pe element, iar rezistenţa internă a bateriei creşte.

Procesul de încărcare.Procesul de încărcare se desfăşoară dacă la bornele bateriei se conectează o sursă (generator) G de tensiune electrică. La trecerea curentului electric prin electrolit de la anod la catod, soluţia de acid sulfuric se disociază şi ionii de hidrogen (H2+) sunt atraşi de catod, iar ionii de radical acid (S04~) se depun pe anod. Au loc reacţii chimice de forma: PbS04 + H2 -» Pb + H2S04 -lacatod;PbS04 + 2H20 + SO4 -> Pb02+ 2H2S04 - la anod.Conform, reacţiilor, în timpul încărcării apa si sulfatul de plumb (substanţă dăunătoare) se transformă în:-plumb, care se depune pe catod (regenerarea catodului);-peroxid de plumb, care se depune pe anod (regenerarea anodului);-acid sulfuric, care duce la mărirea concentraţiei (densităţii) electrolitului.

Parametrii acumulatorului acid cu plumb. Parametrii acumulatorului sunt mărimi care caracterizează performanţele acestuia şi permit compararea acumulatoarelor.

Tensiunea nominală UN-este un parametru convenţional, în funcţie de care se alege tensiunea reţelei de alimentare a consumatorilor autovehiculului.Tensiunea la borne UB- reprezinăa valoarea tensiunii măsurată la bornele externe ale bateriei, indiferent de regimul de funcţionare şi curentul ce o parcurge.

Tensiunea electromotoare EB -este un parametru intern al acumulatorului, a cărui valoare nu se poate măsura direct. Rezistenţa internă a bateriei RB- se datorează prezenţei în construcţia bateriei a bornelor, clemelor de legătură, plăcilor, izolatorilor, electrolitului şi suprafeţelor de separa¬ţie dintre plăci şi electrolit. Capacitatea nominală CN- apreciază cantitatea de energie înma¬gazinată de acumulator. Curentul de demaraj (curentul maxim Imax)rent caracterizează uşurinţa pornirii automobilului şi poate fi repre¬zentat de curentul maxim pe care îl furnizează o baterie complet încărcată . Capacitatea de rezervă -Capacitatea de rezervă reprezintă durata de timp în care o baterie complet încărcată poate să debiteze un curent de 25A la temperatura de 25 'C, ast¬fel încât tensiunea să nu scadă sub 1,75 V/celulă, în situaţia în care nu funcţionea¬ză generatorul. Gradul de încărcare. Randamentul bateriei. Durata de viaţă- 2-6 ani sau mau mult, în funcţie de condiţiile de exploatare şi tehnologiile de fabricaţie.

Mărimile caracteristice alternatoarelor.Tensiunea de lucru, numită şi tensiune normală sau de calcul, sau chiar tensiune nominală generator, UGN, este o valoare constantă care corespunde func¬ţionării alternatorului, alegându-se astfel încât să satisfacă consumatori importanţi şi în principal bateria. Ea nu trebuie să fie prea mare, dar nici prea mică pen¬tru a asigura încărcarea bateriei suficient de rapidă. Tensiunea reglată, Ur, este valoarea reală a tensiunii generatorului men¬ţinută constantă între anumite limite de către regulatorul de tensiune. Tensiunea reglată depin¬de în principal de tipul regulatorului de tensiune şi de alternator. Puterea.Alternatorul este caracterizat de puterea nominală, în condiţiile turaţiei nominale, tensiunii de lucru şi curentului nominal şi excitaţie maximă şi de puterea maximă, Pm, obţinută la tensiu¬nea de lucru şi curentul maxim la turaţii mari. Sistemul de alimentare trebuie să asigure energia necesară consumatorilor în orice regim şi la parametrii nominali. Curentul nominal, IGN, este valoarea de regim permanent a curentului debitat.Curentul maxim, IQM, este valoarea cea mai mare a curentului autolimitat la turaţii mari şi tensiunea de lucru. Turaţia iniţială, nao, sau turaţia de început de debitare, este turaţia de la care alternatorul începe să debiteze curent la tensiunea de lucru.Turaţia de conectare, nac, este turaţia de la care alternatorul începe să debiteze un curent în baterie. Ea este mai mică decât nao Turaţia nominală, Turaţia de sarcină maximă, Turaţia maximă, nau este turaţia cea mai mare la care alternatorul poate funcţiona în regim permanent, fără a se distruge. Ea are mai mult importanţă mecanică. Raportul de transmitere alternator-motor termic, nan-mt, este rapor¬tul dintre o turaţie a alternatorului şi turaţia corespunzătoare a motorului termic.