Изменение температуры автомобильных аккумуляторных батарей в зимний период
Анализ основных факторов, от которых зависит температурные показатели свинцово-кислотных аккумуляторных батарей в эксплуатации. Исследование изменения силы зарядного тока аккумулятора в зависимости от её температуры при различных напряжениях заряда.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.07.2017 |
| Размер файла | 269,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Эксплуатация автомобилей в условиях Севера и Сибири имеет ряд особенностей: низкие температуры воздуха, тяжелые дорожные условия, сезонная вариация интенсивности и условий эксплуатации. Для обеспечения надёжного пуска ДВС автомобиля в условиях холодного климата требуется поддерживать оптимальную степень заряженности аккумуляторной батареи (далее АБ).
При низких температурах возрастает вязкость электролита, снижается скорость его диффузии в поры активного материала пластин, уменьшается электропроводность. По этой причине снижается эффективность процесса заряда АБ от генератора в пределах регулируемого напряжения (рис. 1).
температурный аккумуляторный зарядный кислотный
Рис. 1. Изменение силы зарядного тока АБ в зависимости от её температуры при различных напряжениях заряда
Малые зарядные токи АБ на фоне повышенного электропотребления дополнительного оборудования автомобиля в зимний период способствуют быстрому снижению степени заряженности АБ, в результате чего пуск двигателя в холодное время года затрудняется, либо становится невозможным вообще. Для корректирования периодичности обслуживания АБ необходимо знать, как изменяется температура АБ.
Температура свинцово-кислотных АБ в эксплуатации определяется:
а) величиной мощности тепловыделения и продолжительностью работы батареи;
б) теплоемкостью батареи;
в) теплоотдачей батареи.
Изменение температуры при заряде либо разряде АБ, вызванное протекающим через нее током, происходит до того момента, пока не наступит баланс между тепловыделением и отводом тепла в окружающую среду (рис. 2):
Рис. 2. Тепловой баланс АБ
В этом случае, температура АБ может быть определена по формуле:
где - температура АБ в данный момент времени, С; - количество теплоты, выделенного внутри АБ, Вт; - количество теплоты, поглощенной внешней средой, Вт; - длительность работы АБ, с; - теплоёмкость АБ, кДж/(кг·к).
Теплоемкость материалов, из которых состоит АБ, зависит от температуры, а теплоемкость активных масс электродов и от степени заряда. Определение коэффициента теплоотдачи свинцово - кислотной АБ так же является сложной задачей, так как его величина зависит от формы, размеров и физических свойств контейнеров АБ, конструкции батареи, а также от условий конвекционного теплообмена и ряда других факторов.
Учитывая связанные с этим трудности расчёта, а так же небольшие зарядные токи «холодных» АБ в зимний период, по аналогии с температурой масла в агрегатах, изменение температуры АБ с жидким электролитом в зависимости от времени её охлаждения или нагрева может быть описано экспоненциальной закономерностью, предложенной автором:
,
где - температура АБ в данный момент времени, 0С; - начальная и конечная температура АБ для данного процесса, С; - темп изменения температуры; - длительность процесса охлаждения или нагрева, с.
Средняя температура АБ существенно зависит от её месторасположения. Производители легковых автомобилей устанавливают АБ под капотом, в салоне либо в багажнике. Установка АБ в подкапотном пространстве, в отличие от других способов компоновки, способствует благоприятному температурному режиму и более интенсивному прогреву в зимний период после стоянки за счет теплопередачи от ДВС, радиатора системы охлаждения, выпускных коллекторов и других элементов, рабочая температура которых превышает 50С.
В зависимости от климатического исполнения, автомобиля могут комплектоваться АБ различной ёмкости, как правило, для тёплых регионов используют АБ пониженной ёмкости, а для холодных - повышенной. Вместе с изменением ёмкости АБ, изменяются параметры, определяющие её тепловое состояние, так, для её увеличения используют дополнительные наборы пластин активной массы, что влечёт за собой увеличение, как общей массы АБ, так и площади её наружной поверхности из-за увеличения объёма для расположения элементов. Допуская существование некоторого диапазона рекомендуемых ёмкостей АБ для одного варианта климатического исполнения автомобиля, следует учитывать, что при прочих равных условиях, АБ различной ёмкости будут иметь разные характеристики нагрева и охлаждения. Исходя из этого, изменение темпа прогрева АБ предложено выразить функцией вида:
где - темп прогрева АБ; - темп прогрева АБ ёмкостью 60 А·ч; - ёмкость АБ, А.
В этом случае за основу взят темп прогрева АБ ёмкостью 60 А·ч. Изменение ёмкости относительно этого значения приведет к увеличению темпа прогрева в случае её уменьшения, и, соответственно, к уменьшению в обратном случае, ввиду увеличения массы и размеров АБ (рис. 3).
Рис. 3. Изменение темпа прогрева АБ в зависимости от её ёмкости
Для установления темпа охлаждения АБ дополнительно необходимо учитывать влияние ветра, так согласно:
где - темп охлаждения АБ в зависимости от скорости ветра; - максимальное значение темпа охлаждения АБ; - минимальное значение темпа охлаждения АБ при безветрии; - скорость ветра, м/с.
Значения констант этого уравнения указывают на приспособленность места установки АБ к влиянию ветра и определяются на основании экспериментальных данных (рис. 4).
Рис. 4. Изменение темпа охлаждения АБ в зависимости от скорости ветра
Объединяя влияние ёмкости АБ и скорости ветра, функциональную зависимость изменения темпа охлаждения АБ можно представить виде:
где - темп охлаждения АБ, результирующий; - функция зависимости темпа прогрева АБ от скорости ветра; - ёмкость АБ, А; - скорость ветра, м/с.
В графическом виде, с учётом влияния ёмкости и скорости ветра, зависимость представлена на (рис. 5).
Рис. 5. Изменение темпа охлаждения АБ в зависимости от ёмкости АБ и скорости ветра
Полученные соотношения можно использовать при моделировании процессов взаимодействия разрядно-зарядных характеристик АБ и условий эксплуатации для определения наработки АБ до достижения предельного уровня заряженности, при котором необходимо провести ТО для восстановления исходных параметров технического состояния АБ. Использование полученных результатов позволит продлить срок службы АБ, обеспечить надежный зимний пуск двигателя, прогнозировать потребность в новых АБ, а также улучшить экономические показатели процесса эксплуатации автомобилей.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Типы аккумуляторных батарей АА-фактора, их особенности, достоинства и недостатки. Особенности никель–металлгидридных и никель–кадмиевых аккумуляторных батарей. Стандартный и ускоренный заряд аккумуляторных батарей. Заряд при пониженных температурах.
научная работа [279,2 K], добавлен 18.01.2015Контроль и оперативное управление параметрами технологического процесса производства стартерных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Принципы производства батарей, выбор технологического оборудования, контроль, виды брака и способы их устранения.
отчет по практике [1,1 M], добавлен 08.05.2010Определение скорости вращения входного вала исполнительного механизма. Расчет кинематических и силовых параметров на валах привода. Компоновка двухступенчатого соосного цилиндрического редуктора. Проектный расчет валов и подшипников зубчатого редуктор.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 13.05.2017Проектирование технологического процесса ремонта аккумуляторных батарей электропоезда; разработка участка ТР-2 мотор-вагонного депо. Ведомость объема работ; конструкция установки; организация и себестоимость ремонтного производства; техника безопасности.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 13.06.2013Контроль температуры различных сред. Описание принципа бесконтактного метода измерения температуры. Термометры расширения и электрического сопротивления. Манометрические и термоэлектрические термометры. Люминесцентный метод измерения температуры.
курсовая работа [93,1 K], добавлен 14.01.2015Расчет температурного поля во время сварочных процессов. Определение температуры в начале, середине и конце сварного шва. Период выравнивания температуры. Быстродвижущиеся источники теплоты. Результаты вычислений температуры предельного состояния.
курсовая работа [99,4 K], добавлен 05.09.2014Применение ИС программирования КОНГРАФ в работе над проектом регулятора температуры воды калорифера в зависимости от температуры наружного воздуха. Структурная схема алгоритма регулятора температуры горячей воды калорифера, разработка блоков проекта.
лабораторная работа [819,9 K], добавлен 25.05.2010Устройство, особенности работы, функциональная схема и анализ системы автоматического регулирования температуры теплоносителя в агрегате витаминизированной муки (АВМ). Оценка зависимости статической ошибки от изменения управляющего воздействия на АВМ.
курсовая работа [431,8 K], добавлен 16.09.2010График изменения ударной вязкости от температуры испытаний. Сравнение характеристик стали 40ХН при простых и сложных условиях. Сохранение доли волокнистой составляющей, снижение температуры хрупкости и увеличение надежности эксплуатации стали 40ХН.
статья [449,1 K], добавлен 30.04.2016Температура и температурные шкалы. Технические термометры электроконтактные. Структурные схемы стабилизированных источников электропитания. Разработка и описание работы измерительного канала микропроцессорной системы измерения и контроля температуры.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 30.06.2012Расчет размеров футеровки, толщины кладки, температуры на стыке слоев, теплопроводности для рабочего и теплоизоляционного слоев. Построение графиков зависимости температуры стыков. Конструкция доменных печей. Нахождение средней температуры футеровки.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 07.10.2015Температура и температурные шкалы, условия ее измерения. Классификация термометрических свойств. Выпускаемые пирометрические датчики, промышленные устройства для дистанционного измерения температуры. Расчеты, подтверждающие работоспособность устройства.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 31.07.2010Методы стабилизации температуры воздуха в остеклённых блочных теплицах с водяной системой обогрева, где температура воздуха регулируется за счёт изменения температуры теплоносителя с помощью смесительного клапана. Принцип автоматического управления.
контрольная работа [118,6 K], добавлен 10.09.2010Составление графика зависимости степени выщелачивания от времени при различных температурах. Методика определения энергии активации. Расчет порядка реакции. Оценка зависимости скорость выщелачивания от температуры и давления газообразного реагента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.01.2015Температурные интервалы, виды термической обработки и обработки давлением, температуры плавления и заливки сплава в литейные формы. Критическая температура изменения строения в свойствах металла. Производство чугуна, материалы плавки в доменной печи.
реферат [3,4 M], добавлен 04.11.2010Исследование методических печей с подвижными балками. Классификация средств измерения температуры контактным методом. Электрические контактные термометры. Выбор термоэлектрических термометров. Контроль температуры рабочего пространства методической печи.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.01.2015Изучение закономерностей изменения электрических свойств двухкомпонентных сплавов в зависимости от их состава. Внешний вид и схема установки. Величина, оценивающая рост сопротивления материала (проводника) при изменении температуры на один градус.
лабораторная работа [576,3 K], добавлен 11.04.2015Повышение оперативности управления системой нефтегазового снабжения. Определение температуры вспышки нефтепродуктов на автоматическом приборе. Применение ртутных термометров, термоэлектрических преобразователей. Бесконтактные методы измерения температуры.
курсовая работа [663,4 K], добавлен 28.01.2015Классификация ДСП (Дуговых сталеплавильных печей). Основные технические и эксплуатационные характеристики ДСП. Технологический процесс электродуговой плавки в печи. Методы измерения температуры. Принцип измерения температуры шомпольным термозондом.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 13.11.2009Расчет рабочих характеристик машины в двигательном и генераторном режимах работы. Снятие механических характеристик при различных напряжениях питания в цепи якоря и при различных возбуждениях. Регулировочные характеристики при изменении напряжения якоря.
лабораторная работа [2,1 M], добавлен 12.01.2023
