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1、2014届毕业设计说明书课题名称：城轨车辆蓄电池的检修与维 护 二级学院 铁道牵引与动力学院 班 级 学生姓名 指导老师 完成日期 2013年12月 2014届毕业设计任务书一、课题名称：城轨车辆电气设备的维护与检修二、指导老师：三、设计内容与要求1、 课题概述城轨车辆检修包括机械检修和电气检修两大部分，其中电气检修又包括电器设备检修和电气系统检修，本课题将重点研究城轨车辆电器设备的检修与维护。本课题将从电器的功能、结构、工作原理、安装、操作及检修维护等5个方面对城轨车辆的主要电器设备进行研究。2、设计内容及要求（1）城轨车辆受电弓的检修与维护（2）城轨车辆避雷器、高压互感器的检修与维护（3）
2、城轨车辆转换开关、高压隔离开关的检修与维护（4）城轨车辆司机控制器的检修与维护（5）城轨车辆用继电器的检修与维护（6）城轨车辆用接触器的检修与维护（7）城轨车辆蓄电池的检修与维护（8）城轨车辆传感器的检修与维护设计参考书1、城轨车辆检修 铁道出版社2、牵引电器 西南交通大学出版社设计说明书要求1封面2目录3内容摘要（200400字左右，中英文）4引言 5正文（设计方案比较与选择、设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点）6结束语7附录（参考文献、图纸、材料清单等）毕业设计进程安排第1周： 资料准备与借阅，了解课题思路。 第2-3周: 设计要求说明及课题内容辅导。第47周：进行毕业设
3、计，完成初稿。第7-10周： 第一次检查，了解设计完成情况。第11周： 第二次检查设计完成情况，并作好毕业答辩准备。第12周： 毕业答辩与综合成绩评定。毕业设计答辩与论文要求1. 毕业设计答辩要求1) 答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。2) 学生答辩时，自述部分内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。3) 答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。2. 毕业设计论文要求 文
4、字要求：说明书要求打印（除图纸外），不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，五错别字，不允许抄袭。3. 图纸要求： 按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。4. 曲线图要求标准：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。摘 要本毕业设计针对我国铁路车辆所使用的各种蓄电池进行研究，首先概述性介绍蓄电池的结构、种类及发展历史，之后，重点介绍了铁路车辆用蓄电池的检修与维护及维修工作内容及要求。通过对这些方面的学习，使我对蓄电池的使用保养和小故障处理具有了一定的认识，使这些方面的能力得到
5、一定的提升。另外，本论文也涵盖了对新型蓄电池的部分介绍，让我对蓄电池的新技术有所了解，拓展了蓄电池的认知度及选用范围。关键词： 铁道车辆 蓄电池 检修 AbstractThe various batteries used in graduate design in view of Chinas railway vehicle is studied, firstly generally introduces structure, types and the development history, battery, focuses on the battery repair and mainte
6、nance and repair work contents and requirements for railway vehicle. Based on these aspects of learning, make me on the battery maintenance and fault treatment has a certain understanding, so that the capacity of these areas have been improved.In addition, this paper also covers the battery part, le
7、t me understand the new technology to the battery, expand the awareness and the selection range of battery.Keywords: Railway vehicle battery maintenance目 录第1章 蓄电池概述11.1蓄电池在电力机车上的应用21.2供电蓄电池31.3起动蓄电池41.4碱性蓄电池与酸性蓄电池比较51.5新型蓄电池6第2章 蓄电池的结构102.1 TG型铅蓄电池102.2镉镍碱性蓄电池122.3阀控型铅酸蓄电池142.4阀控式铅酸电池与胶体电池的差异17第3章 蓄
8、电池的工作原理193.1阀控式蓄电池的结构原理193.2阀控式蓄电池的工作原理19第4章 蓄电池的故障分析234.1影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素234.2常见故障的原因分析26第5章 阀控式铅酸蓄电池的维护与检修295.1环境对蓄电池的影响295.2阀控密封铅酸蓄电池常见问题305.3蓄电池的测试305.4阀控密封铅酸蓄电池的维护325.5阀控密封铅酸蓄电池的检修35第6章 心得体会39参考文献40第1章 蓄电池概述蓄电池是化学能与电能相互转换的装置，它能把电能转变为化学能储存起来，使用时再把化学能转变为电能，而且变换的过程是可逆的。以上两个过程，前者称为充电，后者称为发电。根据极板所用
9、的材料和电解液性质的不同，蓄电池一般可分为酸性（铅）蓄电池和碱性蓄电池两大类。碱性蓄电池按其极板活性物质的不同，又可分为铁镍蓄电池和镉镍蓄电池等系列。铅酸蓄电池的发明至今已有一百多年的历史，因其价格低廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点使其在化学电源中一直占有绝对优势。到20世纪初，铅酸蓄电池历经了许多重大的改进，提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而，开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点：(1)充电末期水会分解为氢、氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重；(2)气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，限制了电池的应用。铅酸蓄电池是
10、1859年G.plante发明的。自铅酸蓄电池被发明以来，因其价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点，目前已成为世界上产量最大、用途最广泛的蓄电池品种。铅酸蓄电池经过一百多年的发展，技术不断更新，现已被广泛应用于汽车、通信、电力、铁路、电动车等各个领域。以产品的结构形式分类，可以分为开口式、富液免维护式、玻璃丝棉隔板吸附式阀控密封型（AGM）、阀控胶体型(GEL)等几大类产品。 国内小型电动车上用的铅酸蓄电池主要是AGM吸附式和胶体两类阀控密封型蓄电池产品，目前AGM吸附式蓄电池在市场上占主导地位。胶体蓄电池因生产难度大、技术水平高、国内胶体材料不稳定、生产成本高等原因，
11、国内只有少数几家蓄电池厂在生产，而且用户反映产品质量并没有明显的提高。据国外权威蓄电池研究机构报道，胶体动力型蓄电池综合技术指标和寿命明显优于普通的AGM吸附式蓄电池，胶体蓄电池是动力型铅酸蓄电池的发展方向。 根据热力学原理，铅酸蓄电池的电动势是2V，同样额定电压也是2V，所以我们日常见到的铅酸蓄电池产品的电压都是2V的倍数。我们常用的6V和12V电池分别是由3个和6个内部串联的2V蓄电池单元组成的。像我们日常见到的其他种类电池一样，铅酸蓄电池的每个单元也分正极和负极。铅酸蓄电池的正极是以结晶细密、疏松多孔的二氧化铅作为储存电能的物质，正常为红褐色，负极是以海绵状的金属铅作为储存电能的物质，正
12、常为灰色。正极和负极储存电能的物质统称为活性物质。铅酸蓄电池用纯净的稀硫酸作为电解液，比重一般在1.21.3g/ml之间，电解液的主要作用是参加极板上的化学反应、导通离子和降低电池反应时的温度。蓄电池的正极和负极之间由隔板隔开，吸附式密封蓄电池的隔板是由超细玻璃丝绵制作的，这种隔板可以把电解液吸附在隔板内，吸附式密封蓄电池的名称也是由此而来。胶体蓄电池的隔板种类比较多，而且很多厂家还使用多种材料复合的隔板。近二十年来，为了解决以上的两个问题，世界各国竞相开发密封铅酸蓄电池，实现电池的密封，获得干净的绿色能源。1969年，美国登月计划实施，阀控式密封铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源，最
13、后镉镍电池被采用，但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。1992 年，经过许多年努力并付出高昂代价的情况下，密封铅酸蓄电池得到了广大用户的认可。其基本特点是使用期间不用加酸加水维护，电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有 单向排气阀（也叫安全阀），该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值（通常用气压值表示），即当电池内部气压升高到一定值时，排气阀自动打，排出气体，然后自动关阀，防止空气进入电池内部。 VRIA电池就是阀控式密封铅酸蓄电池。它诞生于20世纪70年代，到1975年时，在一些发达国家已经形成了相当的生产规模，很快就形成了产业化并大量投放市场。这种电池虽然也是铅酸蓄电池，但是
14、它与原来的铅酸蓄电池相比具有很多优点，而倍受用户欢迎，特别是让那些需要将电池配套设备安装在一起(或一个工作间)的用户青睐，例如UPS、电信设备、移动通信设备、计算机、摩托车等。这是因为VRIA电池是全密封的，不会漏酸，而且在充放电时不会象老式铅酸蓄电池那样会有酸雾放出来而腐蚀设备，污染环境，所以从结构特性上人们把VRLA电池又叫做密闭(封)铅酸蓄电池。为了区分，把老式铅酸蓄电池叫做开口铅酸蓄电池。由于VRIA电池从结构上来看，它不但是全密封的，而且还有一个可以控制电池内部气体压力的阀，所以VRLA铅酸蓄电池的全称便成了“阀控式密闭铅酸蓄电池”。1.1蓄电池在电力机车上的应用蓄电池作为电力机车的
15、备用电源和启用电源，其作用主要包括：在降弓状态下位机车的控制电路、低温预热电器、辅助压缩机、照明显示等低压电器提供110V直流电源，保证机车升弓并投入工作，在电力机车运行中110V控制电源发生故障时，给控制电路提供电源来维持机车的短时故障运行；机车在正常运行过程中对控制电源起滤波作用，以降低控制电源的纹波系数，提高控制电源的品质；为机车的低压试验提供控制电源和为机车的故障检查提供照明电源。从我国首台电力机车问世直至20世纪90年代中期，我国电力机车一直采用普通的镉镍碱性蓄电池（铁壳体）。随着对蓄电池性能要求的提高，原有的蓄电池固有的一些缺陷（如漏液、故障率高、存在记忆效应、每运行半年左右需要换
