Целью проведения ТО-1 бронетранспортера БТР-80 является проверка ТС машины и подготовка ее к дальнейшей длительной эксплуатации путем выполнения всех работ, предусмотренных объемом обслуживания. ТО-1 представляет собой совокупность операций, выполняемых в заданной технологической последовательности. Операция ТО-1 – его составная часть, включающая комплекс последовательных действий (работ) по проверки агрегата, системы, механизма. ТО-1 проводится через каждые 2000 км пробега.

Время, отводимое на ТО-1 в составе экипажа из 3-х человек составляет: 1,8-2,0 ч, при трудоемкости 4,9-5,1 чел·ч. Указанное время затрачивается экипажем с использованием индивидуального комплекта ЗИП.

Время для проведения работ по ТО-1 должно предусматриваться в планах боевой подготовки части, батальонов и в расписаниях занятий.

Для поддержания бронетранспортера БТР-80 в технически исправном состоянии при его использовании по назначению предусмотрены следующие виды контроля ТС и ТО [1], продолжительность и трудоемкость которых при одновременной работе трех человек (экипажа) представлена согласно таблице 1.

Таблица 1 – Продолжительность и трудоемкость контроля ТС и ТО бронетранспортера БТР-80 при одновременной работе трех человек (экипажа)

ТО-1 включает операции КО и ЕТО [2], а также дополнительные операции по обслуживанию агрегатов, систем и механизмов в соответствие с установленным для БТР-80 перечнем, определённым инструкцией по эксплуатации машины.

Вариант технического описания и инструкции по эксплуатации БТР-80 с цветными иллюстрациями представлен в электронной базе данных [3, 4, 5, 6, 7]. При проведении технического обслуживания экипаж использует инструмент и принадлежности из комплекта ЗИП бронетранспортера [8].

В постоянных парках работы по ТО-1 выполняются на ПТОР воинской части. Работы по доочистке машин и проверке регулировок могут производиться на стоянках машин.

В полевых условиях и в условиях боевой деятельности войск ТО-1 проводится, как правило, на месте стоянки машин с помощью ПСТО и Р [9].

Порядок и последовательность технического обслуживания в этих случаях устанавливается командиром части с учётом конкретных условий.

При проведении ТО-1 должны быть устранены все недостатки в техническом состоянии и укомплектованности машины, как обнаруженные водителями, так и выявленные командирами при проверках и записанные ими в карточке учёта недостатков в ТС и содержании машины.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ при проведении обслуживания снимать пломбы с агрегатов, узлов и приборов. В случае нарушения заводских пломб назначается расследование, а виновные привлекаются к ответственности. О восстановлении пломбы пломбиром части, делается запись в формуляре (паспорте) машины, заверенная подписью заместителя командира воинской части по вооружению и гербовой печатью части.

Качество проведенного обслуживания машин проверяется командирами подразделений, их заместителями по вооружению и техниками рот.

Командиры частей и подразделений несут личную ответственность за качество и своевременность ТО машин. Командиры обязаны организовать и обеспечить проведение ТО в строго установленные сроки и в полном объёме, обеспечив задействованный личный состав всеми необходимыми средствами, материалами, а также предоставить требуемое для проведения обслуживания время.

ТО-1 бронетранспортера БТР-80, как вооружения, так и шасси, проводится экипажем с привлечением сил и средств старшего начальника – подразделений технического обслуживания и ремонта воинской части [10].

ТО-1 проводится экипажами под непосредственным руководством командиров взводов и техников рот. В учебных частях к проведению технического обслуживания привлекаются и курсанты. Для помощи подразделениям в проведении ТО-1 и устранения неисправностей выделяются средства технического обслуживания батальона (полка), а при необходимости и специалисты из РР части.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ сокращать время проведения ТО-1 за счет уменьшения объёма работ.

При проведении ТО-1 операции выполняются в последовательности, представленной согласно рисунку 1.

а

б

а – вид слева по ходу движения; б – вид сверху

Рисунок 1 – Последовательность выполнения операций при ТО-1 БТР-80

Позиции, обозначающие операции, которые выполняются только при первом ТО-1 после 2000 км пробега (в дальнейшем эти операции выполняются при проведении ТО-2), помещены в квадраты зеленого (серого) цвета. Позиции, обозначающие операции, часть которых выполняется только при первом ТО-1, помещены в квадраты, лишь наполовину закрашенные зеленым цветом.

Операцией технического обслуживания называется его составная часть, включающая определенную последовательность работ по техническому обслуживанию агрегата, системы, механизма.

Ниже (таблица 2) представлен перечень операций, выполняемых при ТО-1
бронетранспортера БТР-80. Перед или при проведении ТО-1 предварительно выполняются все операции КО и ЕТО [2].

Таблица 2 – Перечень операций, выполняемых при ТО-1 бронетранспортера БТР-80

При выполнении любого вида технического обслуживания машин, в том числе и ТО-1, командиры подразделений должны следовать следующим основополагающим принципам:

- выполнение полного объема работ любого вида обслуживания;

- независимое (автономное) обслуживание машин силами и средствами экипажей;

- первоочередное выполнение на всех машинах при всех видах обслуживания работ, обеспечивающих возможность их движения и ведения огня.

Техническое обслуживание в ходе боевых действий ведется по принципу «средства обслуживания – к обслуживаемым машинам». При организации ТО машин следует правильно определить необходимый объем работ, учитывая предполагаемый характер боевых действий. Вид обслуживания и объем необходимых дополнительных работ должны обеспечить надежную работу машин во время выполнения поставленной задачи и максимально сократить потребность в проведении плановых работ непосредственно в ходе боевых действий.

Во время боевых действий время и порядок проведения технического обслуживания машин устанавливает командир части (подразделения). Заместитель командира по технической части определяет вид и объем обслуживания, планирует использование групповых средств, представляет заявки на необходимые эксплуатационные материалы, запасные части и дает соответствующие указания подчиненным офицерам и экипажам по организации и порядку выполнения работ.

При проведении технического обслуживания в местах постоянной дислокации следует максимально привлекать к выполнению работ специалистов отделений Э и ТО, а входе боевых действий максимально использовать для обслуживания ПСТО и Р. ТО-1 выполняется экипажем бронетранспортера в соответствии с должностными обязанностями. Отделение Э и ТО является штатным подразделением общевойсковых и других подразделений, и предназначено для проведения технического обслуживания, а в необходимых случаях для проведения текущего ремонта машин на готовых агрегатах и запасных частях.

При необходимости по решению старшего начальника к проведению ТО-1 привлекаются младшие специалисты РР воинской части. В местах постоянной дислокации ТО-1 проводится на ПТОР воинской части с использованием его оборудования и ЗИП машины. В полевых условиях – с использованием ЗИП машины и оборудования ПСТО и Р.

При проведении ТО-1 на ПТОР начальник ПТОР (командир ремонтной роты) обязан провести инструктаж по требованиям безопасности экипажей, прибывших для проведения обслуживания.

Командир подразделения (роты) организует проведение технического обслуживания боевых машин подразделения и следит за его выполнением в полном объеме.

Безопасность работ при обслуживании машин обеспечивается твердым знанием материальной части и неукоснительным соблюдением техники безопасности всем личным составом подразделения.

Работы ТО-1 выполняются в соответствии с операционными картами, составленными на основании Инструкции по эксплуатации бронетранспортера БТР-80 [1] и планом-заданием на проведение технического обслуживания, составленным согласно приложению № 23 к руководству [10] (п. 79, 144). План-задание (вариант) представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 – План-задание на проведение ТО-1 экипажу БТР-80 (вариант)

Инструмент водителя входит в ЗИП машины и комплектуется заводом-изготовите­лем (заводом капитального ремонта) в соответствии с комплектовочной ведомостью «Бронетранспортер БТР-80 с БПУ-1М. Ведомость ЗИП 5903-0000010-20 ЗИ», входящей в комплект эксплуатационных документов БТР-80 [8].

Все неисправности и отказы, выявленные в ходе проведения технического обслуживания, должны быть по его окончании устранены.

Формуляр (паспорт) машины выдается на машину, поступающую в Вооруженные Силы Российской Федерации, представителем заказчика на заводе-изготовителе.

Формуляр должен следовать вместе с машиной при всех её передачах из одной воинской части в другую и отправке машины в ремонт.

Формуляр отражает техническое состояние, эксплуатацию и ремонт машины с момента изготовления и до списания. Он также удостоверяет принадлежность машины к определенной воинской части.

Учёт проведенного технического обслуживания машины, её вооружения и средств связи ведется в соответствующем разделе формуляра – в графе «Вид проведённого технического обслуживания» делается кратко и аккуратно запись, например, «ТО-1, исправна».

Объём и качество выполненных работ по ТО-1 заверяется подписью ответственного лица – командира роты (рисунок 3).

Рисунок 3 – Лист формуляра машины (пример заполнения раздела 14.

Учёт технического обслуживания машины, её вооружения и средств связи)

Командир роты отвечает за правильное и своевременное ведение формуляров. Их хранение организуется таким образом, чтобы исключить случаи утраты и возможность порчи формуляров.

Самое широкое применение находят свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, ввиду своей низкой стоимости, простоты обслуживания, приемлемых сроков службы и высоких энергетических характеристик. Конструкции свинцово-кислотных батарей постоянно совершенствуются. В таблице 1 представлены основные характеристики аккумуляторов, наиболее часто используемых на объектах связи ВС РФ.

Т а б л и ц а 1 – Основные характеристики аккумуляторов, наиболее часто используемых на объектах связи ВС РФ.

Температуры, указанные в скобках, достигнуты только для продукции некоторых зарубежных компаний.

Из таблицы 1 следует, что по энергетическим характеристикам современные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи вполне сопоставимы со щелочными. Исключение составляют литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы, стоимость которых в несколько раз, а иногда и на порядок, превышает стоимость щелочных. Современные подвижные комплексы связи комплектуются стартерными свинцово-кислотными аккумуляторными батареями той же номенклатуры, что и входящие в состав комплексов связи шасси. В случае аварийных ситуаций эти же батареи работают уже как резервные источники тока, однако основной режим их работы – буферный. В целях унификации, удешевления, простоты обслуживания и упрощения логистики замена щелочных батарей на стартерные свинцово-кислотные выглядит оправданной.

Свинцовые стартерные AGM батареи с регулирующими клапанами характеризуются высокой вибростойкостью, непроливаемостью электролита и малым газовыделением при заряде [1] и повышенной цикличностью.

Своевременное и достоверное определение технического состояния свинцовых стартерных аккумуляторных батарей производится в ходе их диагностирования, что позволяет повысить эффективность использования батарей и продлить их срок службы [2].

Возможность определить в любой момент величину остаточной емкости и спрогнозировать ресурс батареи является достаточно трудоемкой задачей. Полученные данные представляют большую ценность для обслуживающего персонала и позволяют принимать оперативные решения. В стандарте [3] указаны основные диагностические параметры, характеризующие техническое состояние стартерных батарей.

Основными задачами диагностирования являются [4]:

- контроль технического состояния;

- поиск места и определение причин отказа (неисправности);

- прогнозирование технического состояния.

Под контролем технического состояния понимается проверка соответствия значений параметров объекта требованиям технической документации и определение на этой основе одного из заданных видов технического состояния в данный момент времени.

На рисунке 1 представлены виды технического состояния свинцовой стартерной батареи.

Рисунок 1 – Виды технического состояния свинцовой стартерной батареи

Для решения задач диагностирования необходимо:

- определить параметры аккумуляторных батарей, позволяющие с требуемой точностью произвести оценку их состояния;

- минимизировать разброс значений параметров у однотипных батарей;

- выбрать методики проведения диагностирования;

- подобрать аппаратуру, позволяющую провести контроль технического состояния батарей требуемой достоверности.

Согласно работе [5] дефекты по механизму влияния на аккумулятор классифицируются следующим образом:

- дефекты, уменьшающие площадь истинной поверхности электродов;

- дефекты, увеличивающие ток утечки.

Для объективной оценки состояния аккумуляторных батарей необходимо определить степень заряженности аккумуляторов. Все диагностические параметры условно можно систематизировать по трем направлениям:

- определение степени заряженности;

- поиск дефектов, уменьшающих площадь истинной поверхности электродов;

- поиск дефектов, увеличивающих ток утечки.

Диагностирование свинцовых стартерных аккумуляторных батарей в настоящее время осуществляется согласно [3, 7]. Для выпускаемых промышленностью аккумуляторных батарей устанавливаются испытания:

- приемо-сдаточные;

- периодические;

- на надежность;

- типовые.

Методы этих испытаний достаточно трудоемки, требуют специального дорогостоящего оборудования, высококвалифицированного персонала, и для диагностирования батарей при их эксплуатации в войсках практически неприемлемы. Классификация стартерных аккумуляторных батарей, применяемых в ВС РФ представлена в источнике [6], однако она не учитывает герметизированных GEL или AGM аккумуляторных батарей. В Руководстве [7] не предусмотрены методы диагностирования батарей с регулирующими клапанами. Поэтому в настоящее время учеными и промышленностью активно ведутся работы по созданию и внедрению принципиально новых методов и способов диагностирования свинцовых стартерных аккумуляторных батарей. Связано это прежде всего с тем, что имеющиеся на сегодняшний момент способы и средства диагностирования герметизированных AGM аккумуляторных батарей не позволяют оперативно и с достаточной достоверностью оценить их состояние и спрогнозировать их ресурс.

Основные методы диагностирования свинцовых стартерных аккумуляторных батарей представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 – Основные методы диагностирования свинцовых стартерных аккумуляторных батарей

Разрушающие методы диагностирования в основном применяются в исследовательских работах с целью определить процессы, протекающие в свинцовом аккумуляторе, приводящие к его отказу. Иными словами выявить природу дефектов, которые уменьшают площадь активной поверхности электродов, увеличивают ток утечки и повышают внутреннее сопротивление аккумулятора.

Масс-спектроскопия – один из методов исследования вещества аккумуляторных электродов путем определения масс атомов, входящих в его состав и их количества под воздействием электрических и магнитных полей. Некоторые результаты его применения указаны в работе [8]. Данный метод обладает очень высокой достоверностью определения атомного состава исследуемого образца, но применение спектрометров ограничено стационарными условиями из-за их массо-габаритных показателей и высоких требований к квалификации обслуживающего персонала. Самым неприемлемым при эксплуатации батарей является то, что применение масс-спектроскопии подразумевает полное разрушение аккумуляторной батареи.

Под неразрушающими методами следует понимать способы и средства не нарушающие целостность объекта диагностирования [9]. Очевидно, что при эксплуатации свинцовых аккумуляторных батарей именно эти методы целесообразно использовать для контроля их состояния. Работа неразрушающих методов основана на регистрации изменения параметрических характеристик батарей в различных условиях эксплуатации. ГОСТ [4] классифицирует диагностирование по типу и времени воздействия: рабочим, тестовым и экспресс. Рабочим и тестовым диагностированием называют диагностирование при котором на батарею подаются, соответственно, рабочие и тестовые воздействия, а экспресс – диагностирование по ограниченному числу параметров за заранее установленное время.

Рабочее воздействие зависит от режима работы аккумуляторной батареи, а следовательно работоспособность может быть оценена по внутренним приборам контроля объекта вооружения и военной техники (ВВТ), на котором установлена батарея, например: амперметру, вольтметру, либо сигнальным лампам. Используя эти методы можно достоверно определить лишь как батарея принимает заряд и, довольно грубо, заряжена она или разряжена.

Основными параметрами, характеризующими технического состояния свинцовых стартерных батарей, являются их номинальная и резервная емкости [3, 9, 10], то есть количество электричества, которое может отдать батарея в заданных условиях. Именно по этой величине производится оценка технического состояния батареи и степень деградации ее аккумуляторов.

Методы тестового диагностирования, по типу воздействия условно можно классифицировать как периодические и внеплановые, которые предусматривают заведомо известное внешнее воздействие, чаще всего, в течение определенного времени. Время тестового воздействия в зависимости от его типа и способа варьируется в широких пределах, может достигать нескольких десятков часов.

Все диагностические мероприятия начинаются с визуального осмотра, и только после его проведения принимается решение о целесообразности дальнейшего диагностирования батарей. Визуальные методы позволяют выявлять явные неисправности на первых этапах диагностирования. Оценивается состояние выводов (наличие коррозии и износ), моноблока и общей крышки (наличие на них трещин и загрязнений). По результатам осмотра дается оценка о внешнем состоянии аккумуляторной батареи и целесообразности ее дальнейшего диагностирования без учета прямых измерений параметров, определяющих техническое состояние батарей.

Методы периодического контроля регламентированы инструкциями, приказами, руководствами и стандартами, основаны на измерениях параметров аккумуляторных батарей непосредственно на выводах, таких как электродвижущая сила (ЭДС), рабочее напряжение, разрядный ток, плотность электролита и его температура.

ЭДС является одним из основных параметров, характеризующих состояние батареи. Она зависит от химических и физических свойств активных веществ и концентрации их ионов в электролите. Величина равновесной ЭДС батареи зависит от количества последовательно соединенных аккумуляторов, плотности их электролита и, в меньшей степени, от его температуры [11]. ЭДС не дает точную оценку о состоянии разряженности батареи, так как ЭДС ее аккумуляторов зависит только от физической природы элементов химической системы, но не от их количества Зависимость ЭДС батареи Е_б описывается эмпирической формулой 

E_б = n(0,84+ρ) 

где n – количество последовательно соединенных аккумуляторов;

ρ – плотность электролита, приведенная к 25 ^оС, используется при определении степени заряженности аккумуляторов в батарее.

Измерение ЭДС проводится вольтметром с большим входным сопротивлением, чтобы не разряжать батарею. На рисунке 3 представлено изменение равновесной ЭДС и электродных потенциалов аккумулятора в зависимости от плотности электролита.

1 – ЭДС; 2 – потенциал положительного электрода; 3 – потенциал отрицательного электрода

Рисунок 3 – Изменение равновесной ЭДС и электродных потенциалов свинцового аккумулятора в зависимости от плотности электролита

Из рисунка 3 по зависимости 1 видно, что зная плотность электролита в конце заряда или плотность заливаемого электролита при приведении сухозаряженных батарей, можно на приемлемом уровне оценивать их техническое состояние при дальнейшей эксплуатации. Явным недостатком данного метода является невозможность определить емкость батареи.

Напряжением аккумуляторной батареи является разность потенциалов на полюсных выводах при зарядных или разрядных процессах при наличии тока во внешней цепи. Напряжение аккумуляторной батареи естественно отличается от ее ЭДС. При разряде оно будет меньше ЭДС, а при заряде больше. На рисунке 4 изображены разрядная и зарядная характеристики. Из рисунка 4 видно, что плотность электролита уменьшается, а при заряде увеличивается. Плотность электролита изменяется по линейному закону до напряжения конца разряда U_кр (рисунок 4 а). При достижении этого значения сернокислым свинцом закрываются поры активного вещества, доступ электролита прекращается, сопротивление увеличивается. Напряжение начинает резко падать. В соответствии со стандартом [3] U_кр ограничено значением 1,75 В, а по стандарту [12], в зависимости от величины разрядного тока, может достигать 1,6 В на один аккумулятор. Дальнейший разряд ведет к разрушению аккумулятора.

Рисунок 4 – Характеристики свинцового аккумулятора: а – разрядная; б – зарядная

Метод диагностирования по рабочему напряжению заключается в подключении к батарее низкоомной нагрузки известной величины. Далее через определенный промежуток времени (как правило на пятой секунде) фиксируют величину рабочего напряжения и, используя табличные величины, производят оценку технического состояния батареи (в зависимости от производителя измерительного устройства рабочее напряжение должно составлять, как правило, не менее 8,5-9 В). Недостатком данного метода является то, что к батарее подключается большая нагрузка (в зависимости от номинальной емкости батареи составляет 100-200 А), что негативно сказывается на фактической емкости батареи и ее сроке службы, если после измерения батарею сразу не отправить на заряд. Температуры, отличные от 25 ± 2 ^оС ведут к искажению результатов измерений. Данный метод не дает оценки емкости и прогноза срока службы диагностируемой батареи.

Согласно Руководству [7] и приказу [13] установлена следующая емкость в конце гарантийного срока службы батарей (в процентах к номинальной): для танковых – 90-100 (в зависимости от модификации), для автомобильных – 70. В свою очередь емкость, отдаваемая стартерными батареями в конце минимального амортизационного срока службы, составляет (в процентах к номинальной): для танковых – 70, для автомобильных 50. Причем срок службы батарей должен быть не менее пяти лет. По истечении этих сроков предписывается оценить величину отдаваемой фактической емкости по отношению к номинальной и принять решение о списании или продлении срока службы батареи на год.

В ВС РФ емкость батарей определяется в ходе проведения контрольно-тренировочного цикла (КТЦ) током десятичасового разряда [7].

КТЦ включает в себя:

- предварительный полный заряд батареи;

- контрольный разряд током десятичасового разряда;

- окончательный полный заряд.

Согласно ГОСТ [3] емкость свинцовых стартерных батарей батарей определяется в режиме двадцатичасового режима разряда, причем должно быть соблюдено постоянство температуры (25 ± 2 ^оС) на протяжении 20-ти часов. На практике, в обычных условиях эксплуатации возникают трудности в поддержании температуры в заданных границах продолжительное время. Величина разрядного тока должна быть постоянной и составлять I_{ном 20} ± 2% (I_{ном 20} – номинальный ток 20-ти часового разряда) до падения напряжения на полюсных выводах батареи до величины 10,50 ± 0,05 В. Время разряда должно быть измерено и зафиксировано для дальнейших расчетов емкости батареи.

Очевидно, что при реализации данного метода возникает необходимость в стабилизированных источниках напряжения или тока, так как, согласно [7], предварительно нужно полностью зарядить батарею, подвергаемую контролю. Также необходим контроль температуры электролита аккумуляторов, причем измерять ее необходимо в одном из центральных аккумуляторов (температура должна находиться в пределах 25 ± 2 ^оС) в течение всего разряда. При конечной температуре отличной от 25 ± 2 ^оС следует воспользоваться температурной поправкой:

С_{20 25}^о_С = С_20Т [1 – 0,01(Т – 25)],

где С_{20 25}^о_С  - расчетная емкость в режиме 20-ти часового режима разряда с учетом температурной поправки;

С_20Т – фактическая емкость батареи в режиме 20-ти часового режима при конечной температуре, отличной от 25 ± 2 ^оС;

Т – фактическая температура электролита в центральном аккумуляторе в конце разряда.

Контроль резервной емкости осуществляется аналогично вышеописанному методу с отличием лишь в том, что величина разрядного тока составляет 25А ± 1%, а формула температурной поправки имеет следующий вид:

С_{р 25}^о_С = С_{р Т} [1 – 0,009(Т – 25)],

где С_{р 25}^о_С  – расчетная резервная емкость с учетом температурной поправки;

С_рТ – фактическая резервная емкость батареи при конечной температуре, отличной от 25 ± 2 ^оС;

Т – фактическая температура электролита в центральном аккумуляторе в конце разряда.

Кроме того, со стороны обслуживающего персонала необходим контроль напряжения на полюсных выводах и регулировки разрядных токов, так как при разрядных процессах снижается плотность электролита и, соответственно, увеличивается внутреннее сопротивление аккумуляторов батареи.

Данный метод дает самую точную оценку емкости и состоянию батареи в целом, но требует наличия специального оборудования, больших временных, энергетических и трудовых затрат. Большие трудности вызывает и то, что для применения данного метода батарею предварительно нужно отключить от нагрузки и заменить подменным фондом. В то же время измерение температуры электролита аккумуляторов герметизированных батарей вообще невозможно, что в свою очередь ведет к существенному снижению достоверности полученных результатов. Вместе с тем в источнике [14] говорится, что приемлемый критерий точности таких измерений должен составлять 3% и выше. В Руководстве [7] вообще не представлена информация по способам контроля технического состояния герметизированных батарей и определения их емкости, несмотря на то, что поставки таких батарей в войска уже начались.

В последнее время, в связи с массовым производством герметизированных свинцовых аккумуляторных батарей с иммобилизованным электролитом и их широким применением в телекоммуникационных системах, большую значимость получили исследования в области разработки и создания новых способов определения технического состояния именно этих батарей.

Из-за резко возросших требованиями к аккумуляторным батареям, возникла необходимость в контроле их состояния при минимизации времени его проведения, а в некоторых случаях и в масштабе реального времени. В свою очередь это обуславливает проведение контроля технического состояния вне предписанных руководящими документами временных рамках. Очевидно, что данный контроль должен проводится оперативно, с максимальной достоверностью и минимальным временем. Важным аспектом еще является и то, что такие методы должны исключать отключение батареи от потребителей и перерывы в работе средств связи.

Методы внепланового контроля должны проводиться за минимальное время, ведь его основное предназначение – оценка состояния батарей в межрегламентные сроки. Очевидно, что именно измерение функциональных зависимостей и расчет на их основе величины емкости необходимо применять при внеплановом контроле.

Внутреннее сопротивление батареи является важным диагностическим параметром [9]. Зная его величину в начальный момент и ее изменение в процессе эксплуатации можно с приемлемой достоверностью сделать прогноз остаточного ресурса. Однако остаточный ресурс зависит от множества характеристик, в числе основных: режим работы батареи, величины разрядных и зарядных токов, глубина циклирования, температурные условия эксплуатации, повышенная вибрация, воздействие других внешних факторов. Поэтому прогнозирование остаточного ресурса батареи является довольно сложной задачей.

Измерение внутреннего сопротивления представляет определенные трудности, ввиду его малой величины. Но при больших величинах разрядных токов имеет существенное значение. При расчете учитывают сопротивления пластин, сепараторов и электролита. Для ее регистрации применяют методы измерений постоянным и переменным током.

Методы измерения постоянным током основаны на применении закона Ома. На рисунке 5 представлено сопротивление свинцово-кислотной аккумуляторной батареи из 12 элементов емкостью 3 А×ч при разных режимах разряда.

Рисунок 5 – Сопротивление аккумуляторной батареи из 12 элементов емкостью
3 А×ч при разных режимах разряда.

Из рисунка 5 видно, что величина сопротивления источника тока не является истинным омическим и зависит от состояния заряда батареи и разрядного тока.

В ГОСТ [12, 15] описана методика измерения сопротивления применительно к свинцово-кислотным химическим источникам тока, которая заключается в регистрации изменения напряжения по двум разрядным величинам тока в заданных временных условиях по следующей формуле:

R_полное = R_Ω + R_пол = (U₁ – U₂)/(I₂ – I₁), где

R_Ω – активное сопротивление;

R_пол – сопротивление поляризации;

U₁, U₂ – регистрационные напряжения соответственно на 20 и 5 секундах разрядных токов I₁, I₂;

I₁, I₂ – соответственно величины разрядных токов 4С₁₀ и 20С₁₀.

На рисунке 6 изображен отклик химического источника тока на разрядный импульс постоянного тока.

Рисунок 6 – Отклик химического источника тока на разрядный импульс постоянного тока

К недостаткам данного метода можно отнести невозможность определения R_пол, а также то, что достоверность результатов достигается лишь на батареях со степенью разряженности не более 90% [9]. При большей разряженности батарей для определения нижней границы ΔU_Ω, возникает острая необходимость в применении приборов, способных регистрировать отклик с высокой скоростью.

На рисунке 7 представлен резонансный мост для измерения сопротивления аккумуляторов переменным током, где В – батарея, подвергаемая измерениям. Согласно [14] данная схема позволяет измерять величину внутреннего сопротивления 0,004 Ом с точностью 2%.

Рисунок 7 – Резонансный мост для измерения сопротивления аккумуляторов

Анализ работ [3, 12, 15, 16, 17, 18, 19] показал, что методы измерения сопротивления переменным током применяются только для щелочных аккумуляторов и батарей на частоте 1 ± 0,1 кГц. Согласно [20] измеренное переменным током сопротивление содержит как активную так и реактивную составляющую. Импеданс (полное сопротивление электрической цепи) для различных типов электрохимических систем и даже однотипных батарей будет различным. Хотя величина импеданса большинства зарубежных производителей оценивается на 1 ± 0,1 кГц и для довольно широкой номенклатуры импеданс будет равен R_Ω. Сопротивление, полученное методом переменного тока будет всегда меньше измеренного при постоянном токе, так как исключает величину R_пол. При частотной зависимости (кроме частот менее 3 Гц) переход к сопротивлению на постоянном токе крайне затруднителен из-за специфики электрохимических процессов.

Внутреннее сопротивление свинцово-кислотных батарей, полученное на переменном токе, нельзя использовать при расчете тока короткого замыкания и оценки чувствительности и селективности защитных аппаратов сети постоянного тока.

Величина тока короткого замыкания, рассчитанная по сопротивлению на постоянном токе, будет меньше, чем при переменном токе, что, в свою очередь, может привести к ошибочным результатам как при оценке технического состояния свинцово-кислотных батарей, так и при обеспечении требуемого уровня напряжения у потребителей постоянного тока при резком возрастании нагрузки.

В работе [21] автором была доказана справедливость данного метода применительно к свинцово-кислотным батареям. Для этого им была рассмотрена эквивалентная схема в виде последовательной RLC-цепочки. По мнению автора, можно считать, что такой метод вычисления параметров эквивалентной схемы аккумулятора позволяет оценить значения их емкости с относительной погрешностью вычисления не более 15 %.

Экспресс-диагностирование как уже отмечалось выше основано на определении состояния батарей по ограниченному числу параметров за установленное время. Из рисунка 2 видно, что методы тестового и экспресс-диагностирования могут не только взаимозаменять друг друга при условии минимизации времени измерений и регистрации диагностических параметров, но и дополнять.

Статистические методы находят применение большей частью в научно-исследовательской деятельности, а также при построении различных систем мониторинга и основываются на обработке и систематизации различных данных, полученных в ходе наблюдения за изменениями в работе исследуемых батарей. На основании полученных данных строятся определенные зависимости, производится моделирование процессов и прогнозирование состояния батарей в различных условиях эксплуатации.

Таким образом можно сделать вывод, что существующая система диагностирования аккумуляторных батарей в ВС РФ не в полной мере отвечает современным требованиям по эксплуатации поступающих в войска герметизированных аккумуляторных батарей.

Одним из самых важных параметров батарей является ее резервная или номинальная емкость. Наиболее точным и быстро измеримым параметром батареи, способным дать достаточно точную оценку ее состояния является внутреннее сопротивление. Данный параметр может быть использован для прогнозирования состояния и остаточного ресурса батареи в режиме эксплуатации. Можно считать, что на настоящий момент еще не найдено путей достоверного определения внутреннего сопротивления батарей.

Наиболее точными и оперативными являются методы измерения параметров батареи с применением воздействия переменным и (или) постоянным током.

- надежность электроснабжения;

- качество электроэнергии;

- ремонтопригодность;

- безопасность;

- энергоэффективность;

- экологичность;

- эргономичность.

Категории электроприемников по надежности энергоснабжения определяются на этапе проектирования на основании нормативной документации и технологических процессов, в которых они применяются. Согласно [1] предприятия связи относятся к электроприемникам первой категории, а самые высокие требования у таких предприятий предъявляются к надежности энергоснабжения. Поэтому энергообеспечение таких электроприемников энергии должно осуществляться от двух взаимно резервирующих источников электропитания.

Из состава электроприемников первой категории может быть выделена особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых должна предотвращать от катастроф (происшествий) техногенного характера. Энергообеспечение этой группы должно предусматривать наличие третьего взаимно резервирующего источника питания.

В качестве третьего источника энергоснабжения для особой группы электроприемников первой категории и второго для остальных электроприемников первой категории могут выступать электростанции различной мощности, генераторы, аккумуляторные батареи.

Отметим, что значимость надежности энергообеспечения передвижных объектов связи специального назначения многократно возрастает на удалении от стационарных электрических сетей.

Особое внимание в таких условиях необходимо уделить системам резервирования подвижных объектов связи, как правило, аккумуляторным батареям. Поддержание последних в исправном состоянии является довольно трудоемкой задачей [2]. В современных условиях аккумуляторное хозяйство требует довольно продолжительного времени для его обслуживания и поддержания в работоспособном состоянии.

Попытки минимизировать время, затрачиваемое на определение технического состояния аккумуляторных батарей, и упростить данный процесс предпринимались неоднократно представителями промышленности как зарубежных, так и отечественных производителей. В настоящее время промышленностью выпускаются технические средства для оценки технического состояния аккумуляторных батарей различного уровня от элементарных пробников до высокоточных приборов, включенных в Государственный реестр средств измерений.

Наибольшее распространение получили пробники (нагрузочные вилки) аккумуляторов и батарей ввиду простоты использования, конструкции, низкой цены и неприхотливости. Выпускаются они для всех типов батарей (стационарных, тяговых и стартерных) с незначительными внешними конструктивными отличиями, предельными измеряемыми значениями напряжения и тока нагрузки.

На рисунке 1 представлены нагрузочные вилки, выпускаемые в настоящее время отечественными производителями [3, 4].

                                                         а

б

а) нагрузочная вилка Н-2001 производства ЗАО «Автоэлектрика» г. Москва; б) нагрузочная вилка НВ-04 производства ООО «НПП Орион» г. Санкт-Петербург.

Рисунок 1 – Отечественные нагрузочные вилки

Нагрузочные вилки Н-2001 и НВ-04 наиболее универсальны, конструктивно схожи с выпускаемыми ранее пробниками типа Э-107, однако при этом более функциональны. В конструкцию включены дополнительные нагрузки, что позволяет использовать их при техническом диагностировании отдельных аккумуляторов (НВ-4) и батарей различной емкости. Номенклатурный ряд вышеуказанных производителей гораздо шире и позволяет потребителю подобрать прибор для различных типоразмеров свинцово-кислотных аккумуляторов и батарей. Нагрузочная вилка НВ-04 снабжена собственным источником питания, что позволяет ей сохранять в памяти и хранить измеренные значения напряжений. Функциональные возможности рассматриваемых приборов с незначительными отличиями примерно одинаков. В таблице 1 представлены сравнительные характеристики нагрузочных вилок Н-2001 и НВ-04.

Таблица 1 – Сравнительные характеристики нагрузочных вилок Н-2001 и НВ-04

К существенным недостаткам данных приборов можно отнести то, что они существенно нагружают аккумуляторные батареи большими разрядными токами хоть и в кратковременном режиме (обычно не более 5 секунд). Для полностью заряженной и исправной батареи кратковременные нагрузки не критичны, чего нельзя сказать о разряженной. Большие разрядные токи ведут и к существенному нагреву спирали, включенной в конструкцию нагрузочных вилок, и выполняющую роль нагрузки приборов, поэтому производители рекомендуют делать паузу между измерениями под нагрузкой, как правило, не менее 15 секунд. Для полной и достоверной оценки технического состояния аккумуляторной батареи производители все же рекомендуют проводить контрольный цикл.

Внутреннее сопротивление источника электроэнергии зависит от множества параметров, например, количества активной массы, пористости электродов и сепараторов, плотности электролита, температуры, режима разряда и др. Очевидно, с ростом емкости аккумулятора (батареи) его внутреннее сопротивление уменьшается и увеличивается в процессе износа. Конструкция стартерных батарей предусматривает разряд большими токами в течение короткого времени, следовательно, такие батареи должны обладать минимально возможным активным сопротивлением. Поэтому в последнее время большое внимание уделяется определению такого параметра аккумуляторной батареи как внутреннее сопротивление. С ростом внутреннего сопротивления источника тока ее техническое состояние ухудшается. Определив внутреннее сопротивление батареи можно дать достаточно точную оценку состоянию батареи и на ее основе рассчитать такие параметры как емкость и ресурс. Определение внутреннего сопротивления вызывает определенные трудности, а именно для его определения требуется применение высокоточных приборов – миллиомметров, что в свою очередь существенно увеличивает стоимость измерительной системы в целом. Тем не менее, все большую популярность завоевывают разнообразные тестеры и анализаторы технического состояния аккумуляторных батарей. Несмотря на то, что это довольно сложные устройства, они все же не требуют от пользователя специальных знаний и навыков, достаточно выбрать соответствующие пункты в меню прибора и приступить к измерениям. Время затрачиваемое на измерение, как правило, не превышает 20 секунд. На основе полученных измерений, производится анализ, результатом которого являются либо конкретные рекомендации, либо отображаются рассчитываемые параметры. Некоторые модели снабжены термопринтерами и портами с различными интерфейсами для связи и вывода информации на персональный компьютер. Также к достоинствам можно отнести то, что использование некоторых моделей тестеров и анализаторов не требует отключения аккумуляторных батарей от нагрузки. Производители предлагают измерительные приборы различного назначения, как для стационарных батарей, так и автомобильных.

На рисунке 2 представлен тестер аккумуляторных батарей AA1000-RP компании Argus Analyzers.

Рисунок 2 – Тестер аккумуляторных батарей AA1000-RP

AA1000-RP предназначен для оценки состояния аккумуляторных батарей свинцово-кислотных (стартерных, тяговых, стационарных) и щелочных (никель-кадмиевых и литиевых) с номинальным напряжение 6 и 12 вольт. Диапазон измерения внутреннего сопротивления составляет 1-150 мОм, что соответствует батареям в диапазоне 1-300 А ч. В основу положен принцип работы нагрузочной вилки, с тем отличием, что нагрузка величиной 100 А подключается на очень короткое время, менее 1 мс [5]. Измеряется лишь напряжение и внутреннее сопротивление батареи, остальные параметры рассчитываются. Функция температурной поправки увеличивает достоверность результатов измерений. Предварительно в прибор нужно ввести исходные данные, которыми являются напряжение аккумуляторной батареи и ток холодной прокрутки в одном из поддерживаемых стандартов (для стартерных батарей) или внутреннее сопротивление (для стационарных и щелочных батарей). Обычно эта информация доступна пользователю из поставляемой с батареями документацией или непосредственно с маркировки на моноблоке батареи. В случае отсутствия такой информации у пользователя, результаты будут некорректными. Информации о AA1000-RP в Государственном реестре средств измерений на момент написания статьи нет [6]. Основные характеристики AA1000-RP представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Основные характеристики тестера аккумуляторных батарей AA1000-RP

Индикатор емкости свинцовых аккумуляторов Кулон-12/6p производства ООО
«А и Т системы» позволяет проводить оперативную оценку емкости аккумуляторных батарей, в том чисел без их отключения от нагрузки, от 0,9 А×ч до 350 А×ч в двадцатичасовом режиме разряда [7]. Включение прибора производится нажатием на любую кнопку или при подключении к аккумуляторной батарее. Включение прибора не произойдет, если клеммы будут подключены ошибочно. При напряжении выше 400 В возможен выход прибора из строя. Для оценки емкости прибор делает посылку тестового сигнала. По отклику аккумуляторной батареи на посылаемый сигнал производится расчет ее емкости.

На рисунке 4 изображен индикатор емкости свинцовых аккумуляторов Кулон-12/6p производства ООО «А и Т системы» г. Москва.

Рисунок 4 – Индикатор емкости свинцовых аккумуляторов Кулон-12/6p

В приборе предусмотрена возможность измерения температуры при помощи встроенного бесконтактного датчика температуры (пирометра). Для корректного измерения температуры производитель рекомендует проводить измерения на расстоянии нескольких сантиметров от корпуса батареи. Необходимо направить окно датчика температуры (расположенное с тыльной стороны) на середину одной из сторон батареи, при этом угол зрения пирометра составляет 90 градусов. Оценка емкости может быть произведена при фактической (измеренной) температуре или приведенной к +20 ^оС, что очень удобно для сравнения полученного значения с номинальной емкостью. Данный параметр задается через соответствующий пункт в меню. Выключение прибора происходит автоматически, через 30 секунд бездействия [8].

В таблице 2 представлены основные характеристики индикатора Кулон-12/6p.

В приборе имеется возможность сохранения значений оценки емкости на 500 измерений и формирования их в 26 групп. Результаты оценки могут быть получены уже через 3 секунды после подключения прибора к клемам аккумуляторной батареи.

Таблица 2 – Основные характеристики индикатора емкости Кулон-12/6p

Достоверная оценка емкости прибора возможна только полностью заряженных батарей в диапазоне напряжений от 6,3 до 7,1 В и от 12,6 до 14,2 В. В противном случае определить емкость невозможно, а на дисплей выводятся соответствующие сообщения. На рисунке 5 представлены возможные сообщения, выводимые на дисплей прибора, неисправности и рекомендации по их устранению.

Рисунок 5 – Возможные сообщения, выводимые на дисплей прибора, неисправности и рекомендации по их устранению.

В некоторых случаях, несмотря на усиленную фильтрацию на входе, прибор показывает недостоверные результаты, а на дисплее появляется сообщение «шум», например, если аккумуляторная батарея подключена к нагрузке, работает в режиме заряда или разряда. В таких случаях рекомендуется повторить измерения, предварительно снова подключив прибор к батарее.

Погрешность показаний прибора при оценке емкости аккумуляторных батарей под нагрузкой или в режиме интенсивного заряда (если все же удалость получить значения емкости) составляет от 5% до 10%. Прибор требует калибровки, участия пользователя в этом процессе и определенных навыков. Поправочный коэффициент на некоторые эксплуатируемые типы батарей также можно найти на сайте производителя. По умолчанию прибор откалиброван с использованием усредненных характеристик герметизированных батарей.

Использование прибора Кулон-12/6p накладывает некоторые неудобства, в частности это невозможность оценки емкости разряженных (частично или полностью) батарей. Так же для достижения достоверных результатов при измерении температуры и дальнейшей оценки емкости, производитель рекомендует выдержать батарею для выравнивания температуры между корпусом и внутренними частями. В свою очередь это приводит к значительным временным затратам и невозможности использования в полевых условиях.

Информации о Кулон-12/6p в Государственном реестре средств измерений на момент написания статьи нет [6].

Анализатор свинцово-кислотных химических источников тока Мега-003 производства ООО «Мегарон» г. Санкт-Петербург (рисунок 6) предназначен для оценки свинцово-кислотных аккумуляторов, батарей и прогнозирования их технического состояния. Для этих целей определяется время отклика на специальный тестовый сигнал. Основными измеряемыми параметрами являются: НРЦ, напряжение под нагрузкой, внутреннее сопротивление и температура.

Рисунок 6 – Анализатор свинцово-кислотных химических источников тока Мега-003

Анализатор является сложным электротехническим устройством, однако довольно прост в использовании [9]. В приборе предусмотрена возможность установки исходных данных, а именно тип исполнения батарей (аккумуляторов) и величину тока холодной прокрутки. В предустановках также можно выбрать открытые (вентилируемые) или герметизированные батареи (аккумуляторы).

Имеется возможность установки параметров эталонной батареи, относительно значений параметров которой можно оценивать требующие анализу батареи (аккумуляторы) и фиксировать величину отклонений в процентах, что очень удобно при массовом выходном или входном контроле.

Основные характеристики анализатора свинцово-кислотных химических источников тока Мега-003 представлены на рисунке 7. 

Рисунок 7 – Основные характеристики анализатора свинцово-кислотных химических источников тока Мега-003

На основе измеренных параметров анализатор моделирует дальнейшие процессы в батарее (аккумуляторе) и рассчитывает величину емкости, заряженности и тока холодной прокрутки при фактической температуре. Для расчета тока холодной прокрутки в один из зажимов встроен термодатчик.

Минимальная температура эксплуатации прибора составляет минус 30 ^оС кратковременно, не более 5 минут.

Прибору необходимо техническое обслуживание, которое делится на еженедельное, ежеквартальное и годовое. Годовое техническое обслуживание требует наличия довольно широкой номенклатуры измерительных приборов, прошедших поверку, и квалифицированных специалистов. Это значительно усложняет условия эксплуатации прибора Мега-003, тем более, что он не входит в Государственный реестр средств измерений [6].

Отличительной особенностью анализатора электрохимических источников питания АЕA30V, производства ООО «Группа предприятий Алекто» г. Омск, является возможность измерения внутреннего сопротивления электрохимических источников тока на четырех различных частотах в диапазоне 20 Гц – 1000 Гц, причем пользователю предоставлена возможность выбора установки номинала частот с шагом один Гц [10] По умолчанию прибор производит измерения на четырех предустановленных частотах 20 Гц, 100 Гц, 500 Гц и 1000 Гц. При необходимости, пользователю предоставлена возможность отключения одной или нескольких частот для измерения внутреннего сопротивления.

На рисунке 8 представлен анализатор электрохимических источников питания АЕA30V.

Рисунок 8 – Анализатор электрохимических источников питания АЕA30V

Еще одной особенностью АЕA30V является измерение активной и реактивной составляющих сопротивления источника тока, а также измерение угла между направлениями векторов комплексного и активного сопротивления. Основные характеристики анализатора электрохимических источников питания АЕA30V представлены на рисунке 9.

Рисунок 9 – Основные характеристики анализатора АЕA30V.

Данный прибор в техническом плане сложнее рассмотренных ранее, хотя довольно прост в использовании. Измеряемые с его помощью параметры позволяют более детально оценить состояние источника тока. Прибор ориентирован большей частью для профессионального использования и подходит для анализа источников питания различных электрохимических систем.

Также в приборе АЕA30V предусмотрена функция определения тока холодной прокрутки в стандарте DIN или EN, что в свою очередь позволяет оценить состояние стартерных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Результаты измерений можно сохранить на внутренней памяти, а затем передать на персональный компьютер через USB порт.

Информации о АЕA30V в Государственном реестре средств измерений на мо-мент написания статьи нет [6].

Тенденции к переходу от унифицированных приборов к узкоспециализированным более ясно прослеживается у зарубежных производителей. Большинство иностранных производителе выпускают тестеры и анализаторы аккумуляторов (батарей) отдельно не только для различных электрохимических систем, но и для различных типов аккумуляторов (батарей) одной электрохимической системы.

Например, Midtronics, в своей производственной линейке имеют приборы, предназначенные для оценки и анализа технического состояния свинцово-кислотных аккумуляторов (батарей) отдельно для стартерных и для стационарных (тяговых).

Для стационарных батарей внутреннее сопротивление является наиболее важным параметром свинцово-кислотных батарей. Его величину производители батарей указывают в эксплуатационной документации. В процессе износа сопротивление батареи может увеличиться от 1,5 до 2 раз, чем в начале эксплуатации. На рисунке 10 представлена зависимость величины внутреннего сопротивления стационарных свинцово-кислотных батарей различной конструкции от емкости.

Рисунок 10 – Зависимость величины внутреннего сопротивления стационарных свинцово-кислотных батарей различной конструкции от емкости

Тестер аккумуляторных батарей Hioki 3554 японской фирмы «HIOKI E.E. CORPORATION» (рисунок 11) предназначен для оценки степени износа стационарных свинцово-кислотных батарей на основе зависимости, указанной на рисунке 8, а также батарей других электрохимических систем. Оценка состояния батарей производится без отключения от нагрузки, однако во избежание наводок на измерительных щупах и получения некорректных значений, производитель рекомендует проводить измерения на достаточном расстоянии от источников переменного тока [11].

Рисунок 11 – Тестер аккумуляторных батарей Hioki 3554

Данный прибор имеет функцию измерения температуры, которая может быть измерена как на зажимах батареи, так и при помощи встроенного пирометра.

Перед применением прибор рекомендуется откорректировать. Длительность корректировки составляет не более четырех секунд.

Основные характеристики Hioki 3554 представлены на рисунке 12.

Рисунок 12 – Основные характеристики тестера аккумуляторных батарей Hioki 3554

Измерения сохраняются на внутреннюю память (до 4800 измерений), а затем отправлены на персональный компьютер через USB – порт. Прибор является сложным электротехническим устройством, воздействие постоянного напряжения более 60 В может нарушить его работоспособность. Категорически запрещается подключать прибор к источнику переменного тока.

Информации о Hioki 3554 в Государственном реестре средств измерений на мо-мент написания статьи нет [6].

Тестер аккумуляторных батарей PITE 3915 (рисунок 13), производства «PITE TECH. INC.» (КНР) предназначен для измерения внутреннего сопротивления батарей [12].

Рисунок 13 – Тестер аккумуляторных  батарей PITE 3915

Принцип действия основан на преобразовании входного аналогового сигнала в цифровой сигнал в аналогово-цифровом преобразователе, дальнейшей его обработке и отображении результатов измерений на дисплее. Тестер представляет собой портативное переносное устройство с жидкокристаллическим сенсорным экраном и дополнительной клавиатурой. Измерение осуществляется при помощи тестового кабеля с двумя зажимами, которые подсоединяются к клеммам аккумуляторной батареи. Внутренняя память прибора позволяет сохранить данные тестирования более 3000 элементов аккумуляторов. Реализована функция выгрузки измеренных данных на персональный компьютер для дальнейшей обработки. Основные технические характеристики представлены на рисунке 14.

Рисунок 14 – Основные характеристики тестера аккумуляторных  батарей PITE 3915

Питание тестера осуществляется от встроенного литиевого аккумулятора.

Встроенное программное реализовано аппаратно и является метрологически значимым, представляет собой микропрограмму, предназначенную для обеспечения нормального функционирования прибора и управления интерфейсом.

Внешнее программное обеспечение, устанавливается на персональный компьютер, позволяет  сохранять и обрабатывать результаты измерений и не является метрологически значимым.

PITE 3915 включен в Государственный реестр средств измерений [6].

Тестеры батарей Fluke BT510/BT520/BT521 производства фирмы «Fluke Corporation» (США) предназначены для контроля состояния стационарных батарей. Применяются для измерения напряжения и силы постоянного тока, напряжения и силы переменного тока, импульсного напряжения, внутреннего сопротивления, частоты переменного тока, а так же температуры.

Конструктивно тестеры схожи, выполнены в ударопрочном пылезащитном корпусе и представляют собой портативные цифровые приборы. Fluke BT521 является более функциональным прибором и отличается от Fluke BT510/BT520 тем, что в нем диапазон измерения постоянного тока увеличен до 1000 В, реализована возможность измерения и компенсации температуры батареи, а связь с персональным компьютером может быть осуществлена по беспроводному каналу. Температура измеряется по минусовому выводу батареи при помощи инфракрасного датчика температуры, встроенного в отрицательный измерительный щуп. Внешний вид тестера Fluke BT521 представлен на рисунке 15.

Рисунок 15 – Тестер батарей Fluke BT521

Принцип действия тестеров Fluke серии 500 основан на  преобразовании аналоговых входных сигналов в цифровую форму быстродействующим аналого-цифровым преобразователем с последующей индикацией сигналов на цифровом дисплее. На передней панели тестеров расположены: жидкокристаллический дисплей, клавиши управления, а также переключатель режимов работы.

Питание тестеров осуществляется от одного литий-ионного аккумулятора типа.

Программное обеспечение тестеров встроено в защищённую от записи память микроконтроллера, что исключает возможность  его  несанкционированных настройки и вмешательства,  приводящих  к  искажению  результатов  измерений.

Основные сравнительные технические характеристики Fluke BT510/BT520/BT521 представлены на рисунке 16.

Рисунок 16 – Основные сравнительные характеристики

Fluke BT510/BT520/BT521

Тестеры батарей Fluke BT510/BT520/BT521 включены в Государственный реестре средств измерений [6].

Североамериканская компания «Midtronics, Inc.» (США) специализируется на выпуске измерительных приборов для контроля технического состояния аккумуляторных батарей [14]. Особенностью данных приборов является то, что в них проводится оценка величины обратной внутреннему сопротивлению батарей – проводимости. Результаты измерений отображаются не в привычных омах, а в сименсах. Номенклатурный ряд выпускаемых приборов достаточно широк, охватывает автомобильные и стационарные батареи. Принцип действия приборов основан на преобразовании входных сигналов в цифровую форму с помощью быстродействующего аналогово-цифрового преобразователя. На лицевой части приборов расположена клавиатура для выбора специальных функций и жидкокристаллического дисплея.

Для измерения параметров, тестеры непосредственно подключаются к анализируемым батареям. Результаты, а также режим и единицы измерений, предупреждающие индикаторы отображаются на жидкокристаллическом дисплее.

На рисунке 17 представлен тестер автомобильных аккумуляторных батарей Midtronics Celltron Start Plus.

Рисунок 17 – Тестер автомобильных батарей Midtronics Celltron Start Plus (CTS-700).

В зависимости от модели, в приборах реализована возможность сохранения результатов на съемной карте памяти или внутренней. Передача результатов на персональный компьютер может быть осуществлена через USB или инфракрасный порт. Также через инфракрасный порт результаты могут быть переданы на портативный принтер.

Тестер автомобильных батарей Midtronics Celltron Start Plus включен в Государственный реестр средств измерений [6].

Основные технические характеристики Midtronics Celltron Start Plus (CTS-700) представлены на рисунке 18.

Рисунок 18 – Основные  характеристики тестера Midtronics

Celltron Start Plus (CTS-700)

В процессе изготовления во встроенную память загружается внутреннее программное обеспечение, являющееся метрологически значимым. Программное обеспечение защищается аппаратными средствами и исключает вмешательство и несанкционированные настройки, приводящие к искажению полученных результатов.

Многократно отмечалось, что для бесперебойного питания и надежного энергообеспечения информационных и телекоммуникационных сетей, а также различных энергосистем решающее значение имеет полная, достоверная и своевременная информация о техническом состоянии батарей. Как правило, такие системы имеют в своем составе батареи с большей емкостью, нежели автомобильные.

Для стационарных систем компанией «Midtronics, Inc.» выпускается тестер Celltron Advantage 5000 (рисунок 19), предназначенный для измерения внутреннего сопротивления батарей различных электрохимических систем и дальнейшего их анализа емкостью до 6000 А×ч с напряжением до 16 В.

Рисунок 19 – Тестер батарей Midtronics Celltron Advantage 5000

Прибор обладает довольно широкими функциональными возможностями, позволяет отслеживать и прогнозировать техническое состояние батарей. Основные технические характеристики представлены на рисунке 20.

Рисунок 20 – Основные характеристики тестера батарей Celltron Advantage 5000

К особенностям можно отнести возможность тестирования стартерных батарей. Данный режим активируется нажатием специальной клавиши. К тому реализована возможность до 250 предустановок для различных тестируемых батарей. Калибровка проводится автоматически перед каждым проверкой и дальнейшей калибровки не требуется. По заявлению производителя время, отводимое на процесс тестирования, сократилось на 50% по сравнению с другими анализаторами батарей.

Прибор обладает встроенным бесконтактным датчиком измерения температуры и инфракрасным портом для отправки результатов измерений и отчетов на портативный принтер. Результаты измерений также могут быть переданы на персональный компьютер при помощи USB порта.

Тестер батарей Midtronics Celltron Advantage 5000 включен в Государственный реестр средств измерений [6].

Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы:

Прогнозирование технического состояния является очень трудной и одновременно важной задачей. Очень важно понимать, что все современные тестеры и анализаторы свинцово-кислотных аккумуляторов и батарей моделируют процессы, протекающие внутри по некоторым измеряемым параметрам. Чаще всего это НРЦ, внутреннее сопротивление и температура. От выбора способов измерения этих параметров зависит достоверность полученных результатов и прогноза технического состояния батарей или аккумуляторов.

На российском рынке представлено довольно широкое разнообразие приборов для оперативного контроля и анализа состояния батарей различного назначения и электрохимических систем. Большинство приборов не позволяют проводить оценку и анализ батарей при температурах ниже минус 15^оС. Зарубежные производители представлены более широко. Неоспоримым превосходством некоторых приборов является то, что они включены в Государственный реестр средств измерений. Немаловажным аспектом является и экономическая составляющая, поэтому в современных экономических условиях отечественные производители, даже при условии включения их приборов в реестр средств измерений, могут предложить пользователю более выгодные условия, в отличие от зарубежных конкурентов.

Приборы для оперативного контроля и анализа состояния батарей в настоящее время все еще требуют совершенствования по следующим направлениям:

- уменьшение стоимости прибора;

- получение свидетельства средства измерения;

- увеличение рабочего диапазона температур;

- увеличение функциональности прибора;

- повышение точности прогнозирования технического состояния батарей.

Рисунок 1 – Виды контроля технического состояния ВВТ в войсках

При использовании по назначению ВВТ важнейшим в войсках из видов контроля технического состояния является контрольный осмотр

Контрольный осмотр (КО) проводится с целью проверки готовности машины к движению (плаванию) и бою. При КО проверяется комплектность и работоспособность машины.

Контрольный осмотр представляет собой совокупность операций, выполняемых в заданной технологической последовательности.

Операция контрольного осмотра – его составная часть, включающая комплекс последовательных действий (работ) по проверке исправности и работоспособности агрегата, системы, механизма [1]. Периодичность, продолжительность и трудоемкость контрольного осмотра бронетранспортера БТР-80 представлена согласно таблице 1.

Т а б л и ц а 1 – Периодичность, продолжительность и трудоемкость контрольного осмотра бронетранспортера БТР-80

Контрольный осмотр проводится как при не работающем, так и при работающем двигателе машины следующим способом:

- наружным осмотром;

- по показаниям контрольно-измерительных приборов (КИП).

Безопасность работ при КО машин может быть обеспечена только твердым знанием материальной части и соблюдением правил безопасности экипажами. При этом категорически запрещается сокращать время контрольного осмотра за счет уменьшения объема работ.

Контрольный осмотр выполняется экипажем бронетранспортера в соответствии с должностными обязанностями на местах стоянок боевых машин и на местах остановок машин.

Организует проведение контрольного осмотра командир подразделения. Он контролирует качество и полный объем его выполнения, а также следит за выполнением правил безопасности. Выполнить наиболее ответственные операции (например, операцию № 12) командир подразделения в некоторых случаях может выполнить сам или взять выполнение этих операций на особый контроль.

При контрольном осмотре перед выходом машины из парка выполняются операции (работы) согласно позициям № 1 – 18 рисунка 2. При контрольном осмотре на остановках (привалах) выполняются операции (работы), позиции которых нанесены в квадраты с зеленым полем (рисунок 2).

Рисунок 2 – Последовательность выполнения операций при контрольном осмотре бронетранспортера БТР-80

Ниже приведен список операций контрольного осмотра БТР-80. Работы, выполняемые при наиболее ответственных операциях, рассмотрены подробно.

Операция № 1. Проверить заправку топливом. При необходимости дозаправить (емкость каждого из двух топливных баков – 150 литров). Поверхности у мест заправки топливом должны быть тщательно очищены от пыли и грязи.

Операция № 2. Проверить уровень масла в картере двигателя (рисунок 4.5). Следует помнить, что проверять уровень масла в картере двигателя следует не ранее, чем через пять минут после остановки двигателя. При проверке уровня масла машина должна находиться на ровной горизонтальной площадке.

Уровень масла проверяется по меткам на маслоизмерительном стержне. Перед проверкой маслоизмерительный стержень следует протереть ветошью из ткани без ворса (рисунок 3, а). Проверка уровня масла в картере двигателя представлена согласно рисунку 3, б. Уровень должен быть между метками «В» и «Н» стержня (рисунок 3, в).

                                     а                                                                           б                                          в

а – протирка маслоизмерительного стержня перед проверкой уровня масла в картере двигателя; б – проверка уровня масла; в –допустимый уровень масла при проверке маслоизмерительным стержнем

Рисунок 3 – Проверка уровня масла в картере двигателя

Если уровень масла доходит только до метки Н или ниже ее, то необходимо дозаправить масло до метки «В». Для дозаправки масла от метки Н до метки В требуется 3,5 л масла.

При уровне ниже метки Н пуск двигателя запрещен. Поверхности у места заправки должны быть тщательно очищены от пыли и грязи.

Операция № 3. Проверить заправку машины охлаждающей жидкостью. При необходимости дозаправить до нормы. Охлаждающую и низкозамерзающую жидкость заправлять только через воронку с сетчатым фильтром.

Уровень охлаждающей жидкости (воды) должен быть:

- в радиаторе – до уровня нижней кромки отверстия пароотводной трубки;

- в расширительном бачке – воды от 30 до 40 мм от дна бачка, низкозамерзающей охлаждающей жидкости – от 10 до 20 мм от дна бачка.

Операция № 4. Убедиться в отсутствии течи из систем питания, смазывания и охлаждения двигателя. Тщательно осмотреть моторное отделение машины при работающем двигателе. Не должно быть течи из систем питания, смазывания и охлаждения двигателя. При обнаружении течи следует выяснить ее причину и устранить.

Операция №5. Проверить работу подъемного и поворотного механизмов башенной установки, ее стопоров и тормозов (рисунок 4).

              а                                                     б                                                             в

а – проверка работы подъемного и поворотного механизмов башенной установки, ее стопоров и тормозов; б – проверка подъемного механизма; в – проверка поворотного механизма

Рисунок 4 – Проверка работы подъемного и поворотного механизмов башенной установки, ее стопоров и тормозов

Операция № 6. Проверить работу электроспусков пулеметов. Электроспуски установлены на рукоятке ручного механизма поворота башни. Проверка производится в предвидении использования башенной установки (рисунок 5). Перед проверкой необходимо убедиться, что пулеметы не заряжены.

а

                                              в                                                       г

а, б – щиток башенной установки и его размещение в башне; б, в – проверка работы электроспусков пулеметов КПВТ и ПКТ, соответственно

Рисунок 5 – Проверка работы электроспусков пулеметов

Операция № 7. Пустить двигатель и прослушать его работу на разных режимах, проверить работу контрольно-измерительных приборов и сигнальных ламп.

При нажатии кнопки КОНТРОЛЬ ИСПРАВНОСТИ СИГНАЛЬНЫХ ЛАМП должны загореться лампы: ПОЖАР, ВОДА В КОРПУСЕ, ПЕРЕГРЕВ ОХЛ. ЖИДКОСТИ, МАСЛЯННЫЙ ФИЛЬТР, ТОРМОЗ, ГОТОВНОСТЬ К ПУСКУ.

При открывании боковых люков корпуса и заслонки водомета должны загореться лампы: БОКОВЫЕ ЛЮКИ и ЗАСЛОНКА (на гидрораспредилительном аппарате).

При включении стояночного тормоза и указателя поворота должны загореться лампы: СТОЯНОЧНЫЙ ТОРМОЗ и УКАЗАТЕЛЬ ПОВОРОТА.

При включении водометного движителя и аккумуляторных батарей должны загореться лампы: ДВИЖИТЕЛЬ на гидрораспредилительном аппарате (рисунок 6), ДАВЛЕНИЕ МАСЛА (в двигателе), ДАВЛЕНИЕ МАСЛА (в раздаточной коробке).

                                                                                         а                                                                                                              б

а – установка гидрораспределительного аппарата на БТР-80; б – гидрораспределительный аппарат

Рисунок 6 – Гидрораспределительный аппарат

Операция № 8. Проверить давление воздуха в шинах колес. Проверку проводить по показаниям манометра шин на щитке приборов (рисунок 7, а). При необходимости довести его при помощи маховичка вентиля воздушного редуктора (рисунок 7, б) до требуемого по условиям движения. Снижать давление воздуха в шинах ниже 0,5 кгс/см² запрещено. Воздушные колесные краны следует оставить в открытом положении.

                                                            а                                                                                                б

а – манометр шин на щитке приборов; б – маховичок воздушного редуктора

Рисунок 7 – Проверка давление воздуха в шинах колес и его регулировка

Операция № 9. Проверить раздельно работоспособность каждой генераторной установки. На бронетранспортере БТР-80 установлено две одинаковые генераторные установки. Каждая из них состоит из генератора Г 290В (рисунок 8, а, б) [2] и реле-регулятора РР390-Б1. Работа и взаимозаменяемость реле-регуляторов подробно рассмотрена в публикациях [3, 4, 5]. Два реле-регулятора установлены в отделении силовой установки на нишах четвертых левого (рисунок 8, в) и правого колес.

                                     а                                                                          б

       в

а – генератор Г 290В; б – установка генераторов; в – установка реле-регулятора

1, 2 – генераторы; 3 – ремни генераторов

Рисунок 8 – Установка генераторов и реле-регуляторов

Порядок проверки работоспособности генераторных установок следующий:

- на щитке приборов машины включить выключатели ПРАВ. ГЕНЕРАТОР и ЛЕВ. ГЕНЕРАТОР;

- пустить дизель, а затем рукояткой подачи топлива установить частоту вращения коленчатого вала в пределах от 1100 до 1500 об/мин, контроль за частотой вращения осуществлять по показаниям тахометра на щитке приборов. Сразу после пуска двигателя амперметр вольтамперметра ВА-440 должен показывать зарядный ток, работать указатели термометров ОХЛ. ЖИДК. и МАСЛО, манометра МАСЛО и уровня топлива ТОПЛИВО.

Для проверки левой генераторной установки:

- выключить выключатель ПРАВ. ГЕНЕРАТОР. При этом должны выключиться указатели термометра ОХЛ. ЖИДК. и уровнемера ТОПЛИВО;

- нажать на кнопку вольтамперметра ВА-440, показания его вольтметра должны быть в пределах от 27 до 28 В. Кнопку отпустить;

- включить нагрузку (электродвигатели отопителей, электродвигатели вентиляторов охлаждения масла РК, фары, радиостанцию и т. п.). При исправной левой генераторной установке разрядный ток I_Р, А, на ВА-440 должен быть равен нулю (рисунок 9).

Если сразу после пуска при n= (1100–1500) об/мин амперметр ВА-440 не показывает зарядный ток, а вольтметр ВА-440 – показывает напряжение ниже 27 В, а также при включении потребителей амперметр показывает разрядный ток, то левый генератор Г290В и реле-регулятор РР390-Б1 неисправны.

Рисунок 9 – Показания вольтамперметра (I_Р= 0 )
при исправной генераторной установке

Для проверки правой генераторной установки не изменяя частоту вращения коленчатого вала двигателя, включить на щитке приборов выключатель ПРАВ. ГЕНЕРАТОР и выключить выключатель ЛЕВ. ГЕНЕРАТОР.

Указатели термометра и манометра МАСЛО должны выключиться.

Проверить значение напряжения правой генераторной установки и зарядный ток так же, как и при проверке левой генераторной установки.

Операция № 10. Проверить исправность фар, передних и задних фонарей, звукового сигнала, внутреннего освещения и работу переключателя режимов светомаскировки. Установить в нужное положение крышки светомаскировочных устройств фар, передних и задних фонарей (рисунок 10).

Включаются фары ФГ-127 и габаритные огни передних и задних фонарей выключателем ФАРЫ СМУ. Для обеспечения режимов светомаскировки при работе фар, кроме СМУ, служит переключатель режимов светомаскировки СМУ ЧАСТ – ПОЛН (слева от щитка приборов). Указатели поворотов в фонарях включаются переключателем поворотов. Кнопка звукового сигнала – на рулевом колесе.

                         а                           б                                в                                       г

                        д                          е                            ж                       з                         и

а – фара ФГ-127 со светомаскировочным устройством (СМУ) и поисковая фара ФГ-126;
б, в – передний и задний фонари; г – выключатель ФАРЫ СМУ и переключатель поворота; д – кнопка звукового сигнала; е – плафон внутреннего освещения; ж – переключатель режимов СМУ; з, и – передний и задний фонари со светомаскировочными насадками

Рисунок 10 – Проверка приборов систем освещения, световой

и звуковой сигнализации

Операция № 11. Проверить исправность электрических цепей к пиропатронам баллонов автоматической системы противопожарного оборудования (ППО). При включенном выключателе аккумуляторных батарей должны гореть лампы 1 БАЛЛОН и 2 БАЛЛОН на щитке механика-водителя (рисунок 11).

Рисунок 11 – Проверка исправности электрических цепей к пиропатронам баллонов ППО

Операция №12. Проверить, завернуты ли пробки отверстий в днище корпуса машины, закрыты ли клапана водоотливной системы.

Операция № 13. Осмотреть состояние деталей и узлов подвески, шин и наружных шлангов на надежность крепления и отсутствие подтекания тормозной жидкости.

Операция № 14. Проверить видимость через приборы наблюдения, их крепление и состояние.

Операция № 15. Проверить включение и работу водометного движетеля, открытие и закрытие водоотражательного щитка, заслонки водомета и клапанов откачки (рисунок 12).

                               а                                            б                                                           в

а – бронетранспортер БТР-80 с открытой заслонкой гребного винта водометного движетеля; б – гребной винт; в – проверка открытия и закрытия водоотражательного щитка

Рисунок 12 – Проверка включения и работы водометного движетеля, открытия и закрытия водоотражательного щитка, заслонки водомета

Операция № 16. Проверить наличие, состояние и надежность крепления ЗИП снаружи и внутри машины.

Операция № 17. Проверить правильность настройки радиостанции и приемника на частоты заданные для связи. Проверить работу внутренней связи между членами экипажа.

Операция № 18. Проверить наличие свободного хода педали рабочей тормозной системы, действие рабочей и стояночной тормозных систем.

Свободный ход педали рабочей тормозной системы должен быть от 14 до 20 мм. При нажатии на педаль привода рабочей тормозной системы с усилием 70 кгс ход ее не должен превышать 150-180 мм (рисунок 13).

Рисунок 13 – Проверка рабочего хода педали привода рабочей тормозной системы

Тормозной путь машины, движущейся со скоростью30 км/ч на ровном участке шоссейной дороги должен быть не более 10 метров (рисунок 14) [6].

Рисунок 14 – Проверка исправности рабочей тормозной системы