Повышение срока службы стартерных аккумуляторных батарей при эксплуатации в жарких сухих климатических условиях: На примере Иордании тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Аль-Хмуд, Абдалла

• Аль-Хмуд, Абдалла
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Аль-Хмуд, Абдалла

Введение.

ГЛАВА 1. Анализ эксплуатационных характеристик стартерных аккумуляторных батарей.

1.1. Анализ факторов, влияющих на срок службы аккумуляторных батарей.

1.2. Неисправности, возникающие в батареях в процессе их эксплуатации и причины их возникновения.

1.2.1. Коррозия токоотводов положительных электродов.

1.2.2. Деструкция и оплывание активной массы положительных электродов.

1.3. Особенности условий эксплуатации аккумуляторных батарей в Иордании.

3.1. Срок службы аккумуляторных батарей в эксплуатации в Иордании.

3.2. Анализ сроков службы аккумуляторных батарей по типам и маркам для эксплуатации в условиях жаркого сухого климата.

3.3. Методика проведения эксплуатационных исследований и статическая обработка информации.

3.4. Анализ результатов измерения эксплуатационных показателей.

3.5. Влияние условий эксплуатации на характеристики перезаряда аккумуляторных батарей.

ГЛАВА 4. Исследование эксплуатационной надежности автомобильных аккумуляторных батарей в условиях жаркого сухого климата.

4.1. Основные положения теории надежности, применяемые для изучения системы электроснабжения автомобиля.

4.2. Анализ показателей эксплуатационной надежности изучаемых автомобильных аккумуляторных батарей.

ГЛАВА 5. Реализация результатов исследования и экономическая эффективность.

5.1. Величины параметров технической эксплуатации.

5.2. Рекомендации по техническому обслуживанию аккумуляторных батарей при эксплуатации в жарких сухих условиях.

5.3. Оценка экономической эффективности оптимизации характеристик аккумуляторной батареи для условий Иордании.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение срока службы стартерных аккумуляторных батарей при эксплуатации в жарких сухих климатических условиях: На примере Иордании»

В решениях Королевской научной ассоциации на выполнение плана экономического и социального развития страны на пятилетку 1995-2000 гг., указывается необходимость повышения эффективности эксплуатации автомобильного транспорта и снижение расходов топлива, поэтому было указано на необходимость решить следующие задачи в автомобильной отрасли:

- повысить эффективность эксплуатации и долговечности, имеющихся средств автомобильного транспорта;

- развивать и совершенствовать производство запчастей для автомобильного транспорта.

Для того, чтобы решить поставленные задачи, необходимо обеспечить надежность автомобиля в процессе его эксплуатации.

Электрооборудование автомобиля является одной из наиболее сложных систем современного автомобиля и во многом определяет его эксплуатационные качества.

В настоящее время средняя стоимость электрооборудования достигает 25-30 % от общей стоимости автомобиля и приблизительно 30% неисправностей возникающих в процессе эксплуатации автомобиля приходится на указанную систему.

Особое место в системе электрооборудования занимает аккумуляторная батарея, так как от ее работоспособности в значительной степени зависит надежность функционирования всей системы. Кроме того, аккумуляторная батарея является одним из самых дорогих изделий электрооборудования.

Практический опыт доказал, что срок службы свинцово-кислотных стартерных батарей при эксплуатации в Иордании не превышает 15 месяцев в автомобилях-такси и 24 месяцев на грузовых автомобилях. Срок службы других приборов электрооборудования и остальных систем автомобиля значительно выше. Это обстоятельство вызывает большие затраты на техническое обслуживание, ремонт, а также частую замену батарей, в большинстве импортированных из других стран.

Совсем недавно в Иордании началось небольшое производство аккумуляторных батарей, но несмотря на это, основное сырье необходимо импортировать из стран, с которыми Иордания поддерживает коммерческие отношения.

Учитывая изложенное, разработка методов повышения эффективности работы и срока службы аккумуляторных батарей является важным вопросом для народного хозяйства Иордании.

Иордания расположена в континентальной зоне [жаркий и сухой климат], что определяет специфику условий эксплуатации аккумуляторных батарей, характеризующихся следующим:

- высокая температура окружающей среды;

- высокое солнечное излучение;

- повышенная активность микроорганизмов при повышенной температуре.

Исследование влияния указанных факторов на технические параметры системы электроснабжения имеет большое значение при эксплуатации автомобилей в Иордании.

Разработанные рекомендации, исходя из этого анализа, учитывая условия и характер эксплуатации, позволяет повысить эффективность работы и срок службы свинцово-кислотных батарей.

В настоящей диссертационной работе проведен анализ неисправностей, возникающих в аккумуляторных батареях в процессе эксплуатации в жарких сухих условиях, а также причины их возникновения. В содержании различных глав отражено:

- изучение влияния эксплуатационных факторов на работу объекта исследования;

- экспериментальное исследование режимов эксплуатации аккумуляторных батарей и взаимовлияние различных технических параметров;

- исследование надежности аккумуляторных батарей в процессе эксплуатации;

- определение величин эксплуатационных параметров системы снабжения;

- определение влияния эксплуатационных факторов, климатических условий, качества обслуживания и конструктивных характеристик аккумуляторных батарей на их эксплуатационную надежность.

- приведены методы, позволяющие оценить эффективность работы автомобильных аккумуляторных батарей при эксплуатации в жарких сухих условиях.

- определение влияния величины регулируемого напряжения, температуры и плотности электролита, а также места установки батарей под капотом на срок службы аккумуляторных батарей;

- анализ эксплуатационной надежности новых аккумуляторных батарей иорданского производства марки Норреске 7460;

- зависимости наработки на отказ аккумуляторных батарей в функции температуры электролита и величины регулируемого напряжения.

Даны рекомендации, позволяющие увеличить эксплуатационную надежность аккумуляторных батарей в Иордании.

На защиту выносится.

Результаты исследования неисправностей аккумуляторных батарей, возникающих при эксплуатации в условиях жаркого сухого климата.

Результаты исследования влияния жарких сухих условий на различные технические параметры аккумуляторных батарей.

Результаты влияния эксплуатационных факторов на срок службы аккумуляторных батарей.

Пути повышения надежности.

Методика определения состояния аккумуляторных батарей при эксплуатации в жарких сухих условиях.

Критерии оценки технических параметров системы электроснабжения автомобилей при эксплуатации в жарких сухих условиях.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Аль-Хмуд, Абдалла

выводы

1. Экономическое и социальное развитие Иордании требует повышения эффективности эксплуатации автомобильного транспорта, снижения расхода запасных частей. Указанная проблема в значительной степени касается автомобильных аккумуляторных батарей, являющихся одним из самых дорогих изделий электрооборудования автомобилей.

2. Результаты эксплуатационных испытаний позволили установить, что срок службы автомобильных аккумуляторных батарей в условиях жаркого сухого климата является крайне низким и составляет 15,7 месяцев на автомобилях-такси; 24,6 месяцев на грузовых автомобилях и 19,7 месяцев на междугородных микроавтобусах.

3. Разработан аппарат математического обеспечения ЭВМ для анализа надежности и технического состояния автомобильных аккумуляторных батарей в эксплуатации.

4. исследование причин отказов аккумуляторных батарей при эксплуатации в Иордании показывает, что 56,4% отказов происходит в результате коррозии токоотводов положительных электродов и 20,6% отказов в результате деструкции и оплывания активной массы положительных электродов.

5. В результате массовых натурных экспериментов в эксплуатационных условиях определены показатели надежности разных типов аккумуляторных батарей автомобилей-такси.

6. Установлено, что наработка на отказ аккумуляторных батарей на автомобилях-такси Opel Kadett 1,3 составила 58172 км, на MercedesBenz 2,0 - 40170 км и на ВАЗ 2107 - 18755 км. Определена зависимость наработки на отказ батарей от величины регулируемого напряжения и температуры электролита в условиях жаркого сухого климата.

7. Исследование взаимосвязи между током перезаряда, регулируемым напряжением, температурой и плотностью электролита позволило установить, что наибольшее влияние на ток перезаряда оказывает температура электролита и регулируемое напряжение.

8. Разработаны алгоритмы и программы расчета степени заря-женности аккумуляторных батарей в процессе эксплуатации, позволили установить пределы изменения регулируемого напряжения системы электроснабжения с учетом жаркого сухого климата.

9. Разработаны практические рекомендации по повышению надежности работы и срока службы аккумуляторных батарей, в условиях жаркого сухого климата, которые позволяют получить значительный экономический эффект, составляющий в год 21,5 тыс.усл. ед. на 1000 автомобилей в зависимости от их марки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Аль-Хмуд, Абдалла, 1999 год

1. Hindal R. Factors relating to the development, selection and servising of automotive storage batteries. SAE Journal, 1977, No. 5. - 8 p.

2. Arias Paz M. Manual de automoviles. Madrid: Editorial Dossat, 1978. -638 p.

3. Hartzell T. Truck's electrical systems. SAE Preprint, 1958, No. 52-B, 10 p.

4. Howard A. M. Battery plate connection in SLI batteries. SAE Preprint, 1977, No. 770325. - 12 p.

5. King L. Factors in designing generator-battery systems. Machine Design, 1958, Vol. 30, No. 11, p. 22-31.

6. Hardy A. Batteries for vehicles, present and future. Solid wastes, 1977, Vol. 67, No. 12, p. 592-598.

7. Ninomiya K. Batteries for automobiles. GS news technical report, 1977, Vol. 36, No. 1.-28 p.

8. Морозов K.A., Срещенко А.П. и др. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Учеб. / Ю. Боровских. М.: Высшая школа. Издательство Центральная Академия. 1997, 527 с.

9. Боровских Ю.И. Вольт-амперные характеристики аккумуляторных батарей. Автомобильный транспорт. 1969, №1, с. 18-21.

10. Эксплуатационные испытания аккумуляторных батарей на срок службы с двух- и трехэлементными реле-регуляторами: Отчет / НИИАТ; Боровских Ю.И., Майзенберг Ю.И. №285. - М., 1959. - 38 с.

11. Селицкая С.Ф. Оптимальные условия эксплуатации и хранения автомобильных аккумуляторов: Дис.на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М., 1960.-149 с.

12. Селицкий И.А. Емкость положительных пластин и начальное разрядное напряжение свинцового аккумулятора: Дис.на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М., 1961. - 172 с.

13. Майзенберг Ю.И. Исследование некоторых параметров систем электроснабжения автомобилей с целью увеличения работоспособности и срока службы аккумуляторных батарей: Дис.на соиск. учен. степ. канд. техн. наук.-М., 1966.-282 с.

14. Эксплуатационные испытания аккумуляторных батарей на срок службы автомобиля «Волга» такси, оборудованного радиотелефонами: Отчет / НИИАТ; Майзенберг Ю.И. - №13-В. - М., 1962. - 38 с.

15. Исследование путей уменьшения коррозии положительной решетки в автомобильном аккумуляторе применительно к условиям эксплуатации: Отчет / ФНИАИ; Криволапова Е.В. №59-1. - Подольск, 1959. - 30 с.

16. Кузнецова Т.И. Аккумуляторная батарея, регулятор и требования, предъявляемые к системе. Автотракторное электрооборудование: Науч.-техн. реф. сб. /НИИНавтопром, 1971 №1, с.32-38.

17. Кузнецова Т.И. Исследование особенностей работы аккумуляторных батарей в системах электроснабжения с генераторами переменного тока на автомобилях и тракторах: Дис.на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М., 1972.- 191 с.

18. Штеменко O.A. Эксплуатационная надежность аккумуляторной батареи автомобиля ГАЗ-2404 «Волга». Автотракторное электрооборудование: Науч.-техн. реф. сб. / НИИНавтопром, 1979 №1, с. 28-30.

19. Курзуков Н.И., Тютрюмов О.С. Срок службы и степень заряженности батарей в эксплуатации. Автотракторное электрооборудование: Науч.-техн. реф. сб. / НИИНавтопром, 1977 №10, с. 13-18.

20. Курзуков Н.И., Тютрюмов О.С., Евдокимова Р.Т. Тенденции развития аккумуляторных батарей за рубежом. Автотракторное электрооборудование: Науч.-техн. реф. сб. / НИИНавтопром, 1979, №10, с. 24-26.

21. Дасоян М.А., Аранчук Е.С., Тютрюмов О.С., Бирюк К.И. Эксплуатация и ремонт стартерных аккумуляторных батарей. М.: Транспорт, 1977, 152 с.

22. Тютрюмов О.С., Курзуков Н.И., Шеленкова А.К. Влияние температуры электролита на работоспособность батарей. Автомобильная промышленность, 1980, № 5, с. 27-29.

23. Тютрюмов О.С., Шеленкова А.К. Перспективы развития стартерных аккумуляторных батарей. Автотракторное электрооборудование: Науч.-техн. реф. сб. / НИИНавтопром, 1974, №4, с.24-27.

24. Тютрюмов О.С., Шеленкова А.К. Влияние некоторых режимов и условий эксплуатации на срок службы аккумуляторных батарей. Автотракторное электрооборудование: Науч.-техн. реф. сб. / НИИНавтопром, 1972, вып.4, с.23-29.

25. Тютрюмов О.С., Курзуков Н.И., Дижур М.М. Новые конструкции необслуживаемых аккумуляторных батарей / НИИНавтопром. М., 1979, -32 с.

26. Тютрюмов О.С., Шеленкова А.К., Курзуков Н.И. Методы исследования КПД заряда свинцового стартерного аккумулятора. Автотракторное электрооборудование: Науч.-техн. реф. сб. / НИИНавтопром, 1976, №8, с.6-10.

27. Van Halteren С. J. The Chrysler long life battery concept. SAE Preprint, 1977, No. 770327. - 8 p.

28. Абрамов В.И., Соколов А.А., Тютрюмов О.С. Анализ сроков службы аккумуляторных батарей в эксплуатации. Автотракторное электрооборудование: Науч.-техн. реф. сб. / НИИНавтопром, 1974, №8, с. 18-22.

29. Курзуков Н.И. Типаж аккумуляторных батарей для автомобилей, тракторов и мотоциклов и основные направления НИР и ОКР на 1980-1985 гг.: Доклад / НИИНавтоприборов. М., 1979, - 8 с.

30. Bennett R.L. Failure modes of batteries removed from service. In: Technical Committee Report. S.I., 1970, p. 12-19.

31. Дасьян M.A. и др. Стартерные аккумуляторные батареи. Устройство, эксплуатация и ремонт. М.: Трактор, 1991. - 255 с.

32. Ильин Н.М., Ваняев В.Я., Тимофеев Ю.М. Электрооборудование автомобилей. М.: транспорт, 1978. - 286 с.

33. Вайнштейн JI.JL, Петиков О.В. испытания свинцовых стартерных аккумуляторных батарей. Учеб. пособие Куйбышев: КУАИ, 1987. - 32 с.

34. Акимов А.В., Акимов О.А. и др. Справочник электрооборудования автомобилей. -М.: Транспорт, 1995, 222 с.

35. Vinal Wood G. Baterías de acumuladores. México: Editorial UTENA, 2 da, edición, 1978.-354 p.

36. Yutt V., Castillo Asenjo G. Desperfectos y fallas en las baterías de acumuladores y analisis de su influencia en las características y vida útil de las mismas. Ciencias técnicas, Transporte y vias de comunicación, 1977, No. 1, p. 55-64.

37. Дасоян M.A., Курзуков Н.И. и др. Стартерные аккумуляторные батареи. Устройство, эксплуатация и ремонт. 2-е издан., стереотип. М.: Транспорт, 1994, с. 193-206.

38. Ютт В.Е., Резник А.М. Исследование влияния неисправностей аккумуляторных батарей на их структурные параметры. Автомобильная промышленность. 1976, №10, с. 12-16.

39. Болотовский В.И., Вайсчант З.И. Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов. JL: Энергоатомиздат (ленинградское отделение), 1988, 208 с.

40. Abstracts of the 150 th. meeting of the Electrochemical Society. Las Vegas, Nevada, 1976.-184 p.

41. Advanced batteries now included in DCE R&D program. Electric vehicle news, 1978, No. 11, p. 36-39.

42. Херардо Кастальо Асенко Повышение срока службы автомобильных аккумуляторных батарей при эксплуатации в тропических условиях на примере республики Куба. Дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. -М., 1984, 202 с.

43. Бабаев А.И. Стартерные свинцово-кислотные батареи. М.: Воениздат, 1967.-174 с.

44. ЮттВ.Е. Электрооборудование автомобилей. -М.: Транспорт, 1989, с. 3668.

45. Юрковский И.М., Юрковский О.И. 300 возможных неисправностей легкового автомобиля. М.: МАДИ, 1997, - 272 с.

46. Акимов С.В., Боровских Ю.И., Чижков Ю.П. Электрическое и электронное оборудование автомобилей. -М.: Машиностроение, 1988, 276 с.

47. Определение надежности и долговечности автомобильных и тракторных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей в эксплуатации. Отчет / ФНИАИ. Подольск, 1979. - 64 с.

48. Givens L. Automotive Batteries. — Automotive engineering, 1976. Vol. 84, No. 4, p. 33-40.

49. Grey D.J. Now to select and maintain heavy-duty replacement batteries. -Highway and heavy constr., 1978, No. 11, p. 58-64.

50. Bennett R.L. New rating standards for automotive batteries. SAE Preprint, 1987, No. 770328.-8 p.

51. Любиев О.Н., Чернов В.Г. О механизме вредной сульфатации свинцовых аккумуляторов. / В сб.: Химические источники тока. Москва, 1983.

52. Безверхий С.Ф. Марамашкина A.B. Испытания автомобилей на севере //Полигонные испытания, исследования и совершенствование автомобилей. Тр. НАМИ. М., 1985. 380 с.

53. Эксплуатация и ремонт стартерных аккумуляторных батарей / Дасо-ян М.А. Тютрюмов О.С. Аранчук Е.С. Бирюк К.И. М.: Транспорт, 1977. -152 с.

54. Davies C.W. James A.M. A dictionary of electrochemistry. London: Mc. Millan Press LTD, 1976. - 110 p.

55. Тенденции и перспективы развития производства и научных исследований в области свинцово-кислотных аккумуляторов / Агуср И.А., Дасоян М.А., Гордошова Т.Н., Кашин А.Ф., Скровелина А.П. М.: информэлектро, 1980.-86 с.

56. Литвиненко В.В. Неисправности электрооборудования автомобилей. Поиск и устранение. М.: Издательство «За рулем» 1997. - 96 с.

57. Восстановление электродов аккумуляторных батарей / Тетянич И.К., Дер-кач A.A., Бучной В.М., Сникин В.А., Белов В.А. // №4, 1988.

58. Тимофеев Ю.Л., Тимофеев Г.Л., Ильин Н.М. Электрооборудование автомобилей: Устранение и предупреждение неисправностей. 4-е изд., стер. - М.: Транспорт, 1998. - 298 с.

59. Гост 6851-91. Батареи аккумуляторные свинцовые. Общие технические условия.

60. Doussou R. Sistema electrico de los vehículos automotores. Habana:Editorial Pueblo y Educación, 1980. - 224 p.

61. Баланевский A.A. Исследование разрядных характеристик стартерных аккумуляторных батарей в условиях низких температур: Дис. на соиск. учен, степ. канд. техн. наук. -М., 1972, 141 с.

62. Болотовский В.И., Вайсчант З.И. Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов. Л.: Энергоатомиздат, 1989, 208 с.

63. Гидрометеорологическое управление город Аммана.

64. Шестопалов С.К. Увеличение срока службы аккумуляторных батарей. -М.: Патриот, 1997. 61 с.

65. Майзенберг Ю.И. Методика по выбору параметров систем электроснабжения автомобилей / НИИавтоприборов. М.,1970. - 56 с.

66. Атаманеко С.А., Швалев Е.Б. Диагностика и способы продления срока службы свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Л: О-во «Знание» РСФСР, ЛО, ЛДНТП 1990. - 16 с.

67. Дасоян М.А., Агуср И.А. Современная теория свинцового аккумулятора. -Л: Энергия, 1975,-312 с.

68. Методика расчетного выбора пределов регулирования регуляторов напряжения с использованием ЭЦВМ «Мир» НИИавтоприборов. М., 1977. - 50 с.

69. Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные необслуживаемые: инструкция и эксплуатация. УИЦ. 563.410.003, 1990.

70. Литвиненко В.В. Электрооборудование автомобиля ВАЗ. М.: Издательство «Зарулем», 1998. - 240 с.

71. Ютт В.Е., Аль-Хмуд А., Морозов В.В. Особенности эксплуатации необслуживаемых аккумуляторных батарей. М., 1999, 4 с.

72. Скорик В.И. Техническое обслуживание и ремонт аккумуляторных батарей. М.: ЦМИПКС, 1990. - 20 с.