ПРОДОЛЖЕНИЕ
Работа аккумуляторных батарей
При прохождении тока через пластины и электролит (заряд) в аккумуляторе происходит процесс преобразования электрической энергии в
химическую , что выражается в образовании налета активной массы на
поверхности пластин. На положительной пластине образуется перекись свинца
коричневого цвета , а на отрицательной – губчатый свинец серого цвета. При
этом плотность электролита значительно увеличивается – аккумулятор
зарядился . напряжение заряженного аккумулятора составляет 2 В.
При включении в цепь аккумулятора какого- либо потребителя (
лампы) происходит обратный процесс превращения химической энергии в
электрическую, и аккумулятор постепенно разряжается. При этом активная
масса на той и другой пластинах превращается в серно- кислый свинец
(см. рис.), а плотность электролита уменьшается .После полного разряда
аккумулятор снова заряжается и работоспособность его восстанавливается.
При разряде аккумулятора количество серной кислоты в электролите
уменьшается и плотность электролита снижается. При заряде аккумулятора
реакции проходят в обратном порядке.
При заряде аккумулятора количество серной кислоты в электролите
увеличивается и плотность электролита повышается. Свойство электролита
изменять свою плотность при разряде и заряде аккумулятора используется в
эксплуатации для определения степени заряженности аккумуляторной
батареи.
При заряде батареи от автомобильного генератора, напряжение которого
постоянно, зарядный ток к концу заряда снижается, что и служит признаком
заряженности аккумуляторной батареи.
Напряжение аккумуляторной батареи при ее разряде стартерным током
зависит от силы разрядного тока и температуры батареи .
Если разрядный ток будет постоянным, то напряжение батареи при разряде будет
тем меньше , чем ниже ее температура .Для сохранения постоянства
напряжения при разряде необходимо с понижением температуры батареи
снижать силу разрядного тока.
Емкостью аккумулятора называют количество электричества, которое
аккумулятор отдает при разряде до наименьшего допустимого напряжения. Чем
больше сила разрядного тока, тем ниже напряжение, до которого может
разряжаться аккумулятор, например, при определении номинальной емкости
аккумуляторной батареи разряд ведется током до напряжения 10,5 В,
температура электролита должна быть в интервале от 18 С до 27 С, а время
разряда 20 ч. Конец срока службы батареи , согласно ГОСТ 959.0-84 ,
наступает, когда ее емкость составляет 40% от первоначальной.
К электрическим характеристикам также относится резервная емкость
– время разряда (мин) током (25 +0,25) до напряжения 10,5В на батарею
( 1,75 В на аккумулятор) при температуре (27+ 5)С. Эта емкость,
выраженная для удобства использования в минутах, позволяет знать время
, в течении которого автомобиль может продолжать движение , если отказал
генератор , а суммарный ток потребителей при этом равен 25 А.
Резервная емкость составляет (1,7-1,8)С .
Если разряд происходит при постоянной силе тока , то емкость
аккумуляторной батареи определяется по формуле С=It, где I-ток разряда, А;
t-время разряда ,ч .
Емкость аккумуляторной батареи зависит от ее конструкции, числа
электродов, их толщины, материала сепаратора , пористости активного
материала конструкции решетки электродов и других факторов. В
эксплуатации емкость батареи зависит от силы разрядного тока, температуры,
режима разряда, степени заряженности и изношенности аккумуляторной батареи
. При увеличении разрядного тока и степени напряженности , а также с
понижением температуры емкость аккумуляторной батареи уменьшается. При
низких температурах падение емкости аккумуляторной батареи с повышением
разрядных токов происходит особенно интенсивно.
Неисправности
Срок службы аккумуляторной батареи при правильной их эксплуатации и
своевременном уходе за ними составляет 4-6 лет или 75 тыс.км. пробега
автомобиля . Однако эти сроки могут значительно сокращаться при нарушении
правил эксплуатации и хранения батарей. Особенно сильно на техническом
состоянии аккумуляторных батарей сказываются загрязнение электролита,
работа и хранение при повышенной температуре электролита и низком его
уровне, нарушение режимов заряда, заливка электролита повышенной
плотности(это особенно часто бывает ,если вместо дистиллированной воды для доводки уровня добавляют в аккумуляторы электролит). Перечисленные
причины вызывают такие наиболее часто наблюдающиеся неисправности, как
коррозия решёток положительных пластин, повышенный саморазряд, короткое
замыкание разноименных пластин и сульфатация пластин. Кроме того, в
процессе эксплуатации батарей происходят окисление полюсных штырей и
наконечников, а также растрескивание мастики и появление трещин в баке и
крышках , вызывающих подтекание электролита.
А. Саморазряд аккумуляторной батареи при ее эксплуатации и хранени
возникает в следствии образования в активной массе пластин местных
токов. Местные токи появляются за счет возникновения электродвижущей силы
между окислами активной массы и решеткой пластин. Кроме того, при
длительном хранении электролита в аккумуляторе отстаивается и плотность
электролита в нижних слоях становится больше , чем в верхних. Это приводит
к появлению разности потенциалов и возникновению уравнительных токов на
поверхности пластин. Нормальный саморазряд исправной батареи составляет
1-2% в сутки.
Б. Причинами повышенного саморазряда могут быть: загрязнение
поверхности батарей , применение для доливки обычной (не дистиллированной)
воды , содержащей щелочи или соли , попадание внутрь аккумуляторов
металлических частиц и других веществ, способствующих образованию
гальванических пар.
В. для устранения неисправности следует протереть поверхность
батареи или заменить электролит, промыв внутреннюю поверхность бака.
Признаками короткого замыкания внутри аккумулятора являются кипение
электролита и резкое падение напряжения; чаще оно вызывается осыпанием
активной массы и разрушением сепараторов. В этом и другом случаях
аккумуляторную батарею разбирают и устраняют неисправности, заменяя
неисправные элементы.(Современные батареи не ремонтопригодны ,малообслуживаемые. Промыть или разобрать их невозможно!)
А. Признаком сульфатации пластин является то, что при заряде
батареи быстро повышаются напряжение и температура электролита и происходит
бурное газовыделение (кипение), а плотность электролита незначительна.
При последующем разряде и особенно при включении стартера батарея быстро
разряжается из-за малой емкости. Основные причины, вызывающие сульфатацию:
разряд батареи ниже 1,7В на один аккумулятор, оголение пластин в следствии
понижения уровня электролита, длительное хранение батареи без подзарядки
( особенно разряженной ) , большая плотность электролита ,
продолжительное пользование стартером при пуске.
Б. Сульфатация пластин заключается в том, что на пластинвх
образуется крупнокристаллический сернокислый свинец в виде белого налета.
При этом увеличивается сопротивление аккумуляторов . Крупные кристаллы
сульфата свинца закрывают поры активной массы, препятствуя проникновению
электролита и формированию активной массы при заряде. В следствии этого
активная поверхность пластин уменьшается , вызывая снижение емкости
батарей.
В. Небольшая сульфатация пластин может быть устранена проведением
одного или нескольких циклов «заряд-разряд». Для этого аккумуляторную
батарею необходимо полностью зарядить и довести плотность электролита в
ней до нормальной величины ( 1,285 г/см3) путем доливания электролита
плотностью 1,4 г/см3 или дистиллированной воды. Затем разрядить батарею
через лампу током силой 4-5 А до напряжения 1,7В на один аккумулятор.
Такая операция называется контрольно-тренировочный цикл, позволяет вернуть к жизни почти безнадёжные батареи! Контрольно-тренировочный цикл желательно провести не один раз. Лучше дважды или даже трижды.
Окисление полюсных штырей приводит к увеличению сопротивления во
внешней цепи и даже к прекращению тока. Для устранения неисправности
нужно снять со штырей наконечники проводов (клеммы) , зачистить штыри и
клеммы и укрепить последние на штырях. После этого штыри и клеммы снаружи
надо смазать тонким слоем технического вазелина.
Подтекание электролита через трещины бака обнаруживают осмотром . для
устранения неисправности батарею сдают в ремонт. При вынужденной временной
эксплуатации батареи с этой неисправностью необходимо периодически
добавлять в неисправное отделение бака электролит, а не дистиллированную
воду.
Техническое обслуживание аккумуляторной батареи
Срок службы и исправность аккумуляторной батареи во многом зависят
от своевременного и правильного ухода за ней. Батарея должна содержаться
в чистоте, так как загрязнение ее поверхности приводит к ее повышенному
саморазряду. При техническом обслуживании необходимо протирать
поверхность батарей 10% раствором нашатырного спирта или кальцинированной
соды, после чего вытереть чистой сухой ветошью.
Во время заряда в результате химической реакции выделяются газы ,
значительно повышающие давление внутри аккумуляторов. Поэтому
вентиляционные отверстия в пробках нужно постоянно прочищать тонкой
проволокой. (К современным батареям не относится ,их пробки имеют сложное строение, препятствующее выплескиванию, иногда имеют в своём составе фильтры уловители газов) Учитывая, что при работе батареи образуется гремучий газ (
смесь водорода с кислородом), нельзя осматривать батарею рядом с открытым
огнем во избежание взрыва. Периодически необходимо зачищать штыри и клеммы
проводов. Через 2-2,5 тыс.км пробега, а в жаркое время через каждые 5-
6 дней проверять уровень электролита через заливные отверстия
аккумуляторов стеклянной пробкой внутренним диаметром 3-5 мм. Столбик
электролита в трубке указывает высоту его уровня над предохранительным
щитком, которая должна быть 12-15 мм.В современных батареях уровень проверяется реже и проще.В каждой банке есть такой "язычок" ,опускающийся от края заливного отверстия вниз к электролиту.Уровень должен быть таким,чтобы электролит чуть касался кончика "язычка". Или,если корпус полупрозрачный и имеет отметки UPPER LEVEL и LOWER LEVEL( верхний нижний и уровень) то по этим меткам.
При отсутствии стеклянной трубки уровень электролита можно проверить
чистой эбонитовой или деревянной палочкой. Нельзя применять для этой цели
металлический стержень.
При понижении уровня следует долить
дистиллированную воду, а не электролит, так как в процессе работы батареи вода в электролите разлагается и испаряется , а кислота остается! После доливки воды батарею необходимо зарядить номинальным зарядным током в течение двух часов! Периодически проверяют плотность электролита с целью определения степени
заряженности аккумуляторной батареи. Для этого наконечник кислотомера
опускают в наливное отверстие аккумулятора, засасывают электролит с
помощью резиновой груши и по делением поплавка , помещенного внутри
стеклянной колбы определяют величину плотности электролита и степенью
заряженности аккумуляторной батареи . Для длительного хранения батареи и
в зимнее время ее нужно снять с автомобиля , полностью зарядить и хранить
в сухом месте при температуре не выше 0 С и ниже минус 30 С, имея ввиду
, что чем ниже температура электролита , тем меньше саморазряд. Через
каждые 3 месяца батарею необходимо подзаряжать для восстановления емкости
, потерянной при саморазряде. При хранении батареи непосредственно на
автомобиле необходимо отсоединить провода от плюсовых штырей (если
отсутствует специальный выключатель). Следует помнить. Что температура
замерзания электролита плотностью 1,1 г/см*3 минус 7 градС, плотностью 1,22 г/см*3 минус 37 градС и плотностью 1.31 г/см*3 минус 66 градС.