Пітання №2. Діагностування та технічне обслуговування акумуляторних батарей.

Вживані на автомобілях акумуляторні батареї стартерів працюють в тяжких умовах.

При тривалому користуванні стартером унаслідок розрядки акумуляторів великим струмом відбувається різке і нерівномірне розширення активної маси пластин, із-за чого маса розпушується і обповзав, а пластини коробляться. Викривлення і руйнування пластин спостерігається також при зарядці акумуляторів великим струмом, при їх перезарядці, підвищенні щільності і температури електроліту. При перезарядці унаслідок інтенсивнішого руйнування 'менш міцної активної маси позитивних пластин відбувається також інтенсивне окислення і руйнування грат цих пластин.

Явище перезарядки характерне для роботи акумуляторів на автомобілі в тих випадках, коли регулювання реле-регулятора не відповідає умовам експлуатації.

При нормальній розрядці акумулятора на поверхні його позитивних і негативних пластин і усередині активної маси відкладається рівномірний шар дрібнокристалічного сульфату свинцю (Рbso4). Цей сульфат, просочений електролітом і перемішаний з активною масою, добре проводить електричний струм, при зарядці акумулятора легко розчиняється в електроліті і, реагуючи з ним, переходить в первинний стан, утворюючи на позитивних пластинах перекис свинцю (Рbo2), а на негативних — губчастий свинець (Рb). При цьому кількість сірчаної кислоти (Н2504) в електроліті збільшується, а кількість води (Н2о) зменшується. В даному випадку процес розрядки і зарядки, що відбувається в акумуляторі, є оборотним. Таким чином, сульфатация є процесом, який постійно відбувається в акумуляторах при їх зберіганні і розрядці.

Проте при розрядці акумулятора великим струмом на пластинах і в активній масі відкладається великокристалічний сульфат; крупні кристали сульфату утворюються також при надмірній щільності електроліту, при зіткненні з повітрям частин пластин, не покритих електролітом, при частих глибоких розрядках пластин і саморазрядке акумулятора. Великокристалічний сульфат, займаючи більший об'єм, чим активна маса пластин, закупорює численні пори в ній, що утрудняє, а при значній сульфатации робить неможливою дифузію електроліту всередину пластин і приводить до падіння напруги і ємкості акумулятора.

У міру сульфатации і розрядок акумулятора його внутрішній електричний опір зростає, унаслідок чого батарея, що сульфатується, швидко нагрівається, і електроліт починає кипіти. При контрольній розрядці ємкість такої батареї значно нижче номінальною.

У разі глибокої сульфатации пластин процеси зарядки і розрядки стають необоротними, батарея не заряджає і стає непридатною до подальшої експлуатації.

В процесі експлуатації і зберігання всі акумуляторні батареї поступово саморазряжаются і втрачають свою ємкість навіть в тому випадку, якщо до них не підключені споживачі. Допустима втрата первинної ємкості унаслідок саморазрядки для нових акумуляторних батарей при температурі в межах від +20 до -5° З при зберіганні протягом 15. діб не повинна перевищувати 1,1 % ємкості в добу. На практиці саморазрядка батарей, що були в експлуатації, досягає до 3% ємкості в добу, а при незадовільному обслуговуванні батарея може саморазрядиться за одну добу і навіть за декілька годинників.

При забрудненні електроліту потрібно, заздалегідь розрядивши батарею струмом 10-годинного режиму до напруги 1,7 би в кожному з акумуляторів, розкрити її, злити електроліт і промити батарею. Після цього батарею збирають, заливають в неї свіжий електроліт і знову заряджають.

Коротке замикання різнойменних пластин відбувається в результаті скупчення на дні баків активної маси пластин (шламу), викривлення і руйнування пластин, руйнування дерев'яних сепараторів, замерзання електроліту. Замикання вивідних штирів акумуляторів може виникнути при розливі електроліту по поверхні кришок, при їх забрудненні, а також за наявності тріщин в баках.

Акумуляторні батареї необхідно містити в чистоті і повній технічній справності. Не рідше, ніж через 15 днів експлуатації, батарею очищають від пилу і грязі дрантям, змоченим в 10-% розчині нашатирного спирту або соди, витирають з поверхні батареї електроліт, перевіряють цілість бака, щільність кріплення батареї в гнізді і наконечників проводів, прочищають вентиляційні отвори в пробках акумуляторів.

При ТО-1 клеми і штирі очищають від оксидів, а їх неконтактні поверхні після підключення змащують технічним вазеліном. При підготовці батарей до зими їх утепляють.

Рівень електроліту перевіряють не рідше, ніж через 30 днів — взимку і 15 дней—летом, він повинен бути на 10—15 мм вище за запобіжний щиток або верхні кромки сепараторів. Доливка до рівня проводиться водою, що дистилює, причому взимку батарею відразу ж включають на заряджання від генератора автомобіля. Якщо рівень електроліту знизився, то в акумулятор доливають електроліт тієї ж щільності.

У акумуляторних батареях з камерними кришками (мал. 1) Рівень електроліту встановлюється автоматично. Для цього пробку 2 заливні отвори 1 ставлять на камеру 4 з вентиляційним отвором 3, після чого заливають електроліт до рівня, який на 15-20 мм нижче за верхній край заливного отвору 1. При знятті пробки 2 камера 4 через вентиляційний отвір 8 сполучається з атмосферою, і нормальний рівень електроліту встановлюється автоматично.

Мал. 1. Автоматична установка рівня електроліту в акумуляторі з камерною кришкою:

1 - заливний отвір в камерній кришці; 2 - пробка; 3 - вентиляційний отвір; 4 - камера.

У звичайних акумуляторах рівень електроліту перевіряють за допомогою скляної трубочки. Він повинен бути на 10—15 мм вище за верхні кромки сепараторів.

Для видалення зайвого електроліту і встановлення його рівня можна використовувати гумову грушу з ебонітовим наконечником, в якому на відстані 15 мм від нижнього торця зроблено контрольний отвір.

При ТЕ-1 (не рідше за один раз на 30 днів) перевіряють ступінь розрядженої батареї виміром її напруги або визначенням щільності електроліту.

Випробовувати акумулятор вилкою навантаження рекомендується не частіше за один раз на місяць, оскільки при цьому створюється велике навантаження на акумулятор батареї.

При випробуванні вилкою навантаження ЛЕ-2 (мал. 2, а) акумуляторних батарей ємкістю 40—65 а-ч затягують клему 2, при цьому паралельно вольтметру 4 включається провідник 3 з опором 0,018—0,020 ом; при випробуванні батарей ємкістю 70—100 а-ч клему 2 відкручують, а клему 5 затягують, при цьому включається провідник 1 з опором 0,010—0,012 ом; при випробуванні батарей ємкістю 100—135 а-ч затягують обидві клеми і провідники 1 і 3 включаються паралельно.

Щоб уникнути вибуху газів в акумуляторі при його випробуванні вилкою навантаження пробки батареї повинні бути загорнуті.

Хороший стан акумулятора характеризується стійкою напругою в 1,7 в при випробуванні його під навантаженням протягом 5 сек. Розбіжності в свідченнях окремих акумуляторів повинні складати не більше 0,1 ст.

Ріс.2. Перевірка ступеня розрядженої акумуляторної батареї:

а — вилкою навантаження; б — по щільності електроліту; 1 — провідник з опором 0,01—0,012 ом; 2 — клема для включення опору при перевірці батарей ємкістю 40—65 а-ч; 3 — провідник з опором 0,'018—0,020 ом; 4 — вольтметр; 5 — клема для включення опору при перевірці батарей ємкістю 70—100 а-ч; 6 — ареометр; 7 — кислотомір; 8 — термометр.

Ступінь розрядженої акумулятора визначається за наступними свідченнями вольтметра вилки навантаження: 1,8— 1,7 в— акумулятор повністю заряджений; 1,7 — 1,6 в — акумулятор розряджений на 25% ємкостей; 1,6 — 1,5 в — акумулятор розряджений на 50% ємкостей.

При відпущених клемах 2 і 5 вольтметр заміряє э. д. с. акумулятора, яка зазвичай повинна бути в межах 2—2,2 би, а відразу після зарядки — 2,6 ст.

Ступінь зарядки батареї і перевірку її під навантаженням перевіряють на приладі НІЇАТ ЛЕ-3 (мал. 3). Цей прилад розрахований на одночасну перевірку трьох акумуляторів, при перевірці 12-кольтовых батарей його підключають по черзі на три акумулятори. Для роздільного виміру напруги в кожному акумуляторі перемикач 6 по черзі ставлять в три положення. При цьому стрілка вольтметра 8, зупиняючись в одній з трьох кольорових зон його шкалы—зеленой, жовтою або червоною відповідно, сигналізує про стан кожного акумулятора (хороше, необхідна зарядка, несправний).

Для перевірки батареї під навантаженням струмом розряду стартера встановлюють корпус 9 перемикача навантаження в одне з восьми фіксованих положень, при цьому відповідно в ланцюг включаються всі або частина секцій 11—18 опорів навантажень і перевіряються батареї ємкості від 135 а-ч до 42 а-ч.

Щільність електроліту, що знаходиться в батареї, визначається за свідченнями шкали ареометра (див. мал. 2, би). Для цього проба електроліту забирається в кислотомір 7. Температура електроліту заміряється термометром 8.

Для визначення ступеня розрядки акумулятора по зміні щільності електроліту користуються табл. 11. При цьому необхідно знати, з якою щільністю електроліту була випущена батарея із зарядної станції і бути упевненим, що в процесі експлуатації в неї не доливали електроліт підвищеної щільності. При підвищенні температури електроліту більш ніж на 15° З на кожні 15° до приведених в таблиці свідчень ареометра додають 0,01 одиниць, а при пониженні — цю величину віднімають. Розбіжність в щільності електроліту окремих акумуляторів повинна бути не більше 0,01.

Мал. 3. Прилад НІЇАТ ЛЕ-3 для перевірки акумуляторних батарей: а - загальний вигляд; би - електрична схема приладу; у - перемикач навантаження; 1 - акумуляторна батарея; 2 - червоний затиск; 3 - рухомі пружинячі контакти; 4 - чорний затиск; а - контактний сегмент ротора перемикача; 6 - перемикач вольтметра для послідовної перевірки тоех акумуляторів батареї; 7 - панель пружинячих контактів; 8 - вольтметр; 9 - керамічний корпус перемикача навантаження; 10 - рухома контактна пластана; 11-18 - секції опору навантаження; 19 - гумовий упор; 20 - латунний контакт.

 

 

Таблиця 1. Залежність ступеня розрядки акумулятора по щільності (г|см9)^Л електроліту (при температурі +15° З)

Батарея повністю заряджена	Допустимий ступінь розрядженої батареї	Батарея повністю розряджена
взимку на 25% ємкостей	влітку на 50% ємкостей
1,31	1,27	1,23	1,19
1,29	1,25	1,21	1,16
1,27	1,23	1,19	1,14
1,25	1,21	1,17	1,10

 

Забороняється експлуатувати взимку батарею, розряджену більш ніж на 25% ємкостей. При щільності електроліту в 1,21—1,17 він замерзає при температурах мінус 28—18° С. Летом щільність електроліту може знижуватися не більше ніж на 50% ємкостей. Такі батареї слід відправляти на заряджання.

Не можна перевіряти ступінь зарядки батареї коротким замиканням її вивідних штирів («на іскру»).

Рекомендується один раз в три місяці знімати батареї з автомобілів і, незалежно від ступеня розрядки їх, заряджати на акумуляторно-зарядній станції.

При тривалому зберіганні батарей, якщо вони саморазряжаются, а також всі батареї, що знаходяться в експлуатації і на зберіганні, слід раз на рік піддавати контрольно-тренувальному циклу (ктц).

Цей цикл полягає в тривалішою, ніж зазвичай, зарядці батареї до встановленої для даного кліматичного району норми і подальшій її контрольній розрядці струмом 10-годинного режиму із зниженням напруги до 1,7 в на акумуляторі. Далі батарею заряджають при нормальному режимі. У випадку, якщо віддана батареєю при її розрядці ємкість менше 90% номінальною, то її повторно піддають контролю.

Акумуляторні батареї випускаються заводами в сухому вигляді без електроліту. Батареї з синтетичними сепараторами виготовляють сухозаряженными.

Перед зарядкою цих батарей рекомендується заливати в них електроліт експлуатаційної щільності, яка вказана нижче.

Кліматичні умови, в яких повинна працювати батарея	Щільність електроліту, що заливається. приведена до температури -1-15° З
Райони з резкоконтинентальным кліматом (взимку нижче —40° З)	взимку 1,31 влітку 1,27
Північні райони з температурою взимку до —40° З	1,29
Центральні райони з температурою взимку до —30° З	1,27
Південні райони з температурою взимку до —20° З	1,25

 

Для забезпечення нормальної роботи акумуляторів при складанні електроліту слід застосовувати хімічно чисту акумуляторну сірчану кислоту (ГОСТ 667—53) і воду, що дистилює. Неприпустимо застосування технічної сірчаної кислоти і грунтової або дощової води, що стікає із залізних дахів, оскільки вони містять домішки заліза, міді, хлора і інших компонентів, які викликають саморазрядку і сульфатацию акумуляторів.

За відсутності води, що дистилює, для складання електроліту можна застосовувати чисту дощову або снігову воду, зібрану в керамічний, скляний або пластмасовий посуд.

Готують електроліт в ебонітовому, керамічному або фаянсовому посуді або в дерев'яних баках, фанерованих усередині свинцем. Використовувати для цього скляний посуд не можна, оскільки унаслідок значного виділення тепла при взаємодії кислоти з водою такий посуд може лопнути.

При складанні електроліту кислоту потрібно заливати у воду тонким струменем, перемішуючи розчин скляною паличкою. Неприпустимо заливати воду в кислоту, оскільки вона при цьому швидко скипає і розбризкується, заподіюючи небезпечні опіки.

Оскільки електроліт остигає поволі, рекомендується спочатку приготувати розчин щільністю 1,4, який надалі використовувати для приготування електроліту необхідної щільності.

Для отримання розчину щільністю 1,4 необхідно при питомій вазі кислоти 1,84—1,8 змішати 0,4—0,45 л (0,74—0,81 кг) кислоти і 0,6—0,55 л води.

Температура електроліту, що заливається, не повинна перевищувати +25°С. Просочення пластин після заливки електроліту продовжується протягом трьох годинників.

Акумуляторні батареї заряджають постійним струмом. Перед установкою на зарядку слід перевірити температуру і рівень електроліту. Температура на початку зарядки батареї не винна превышать+25°С, а рівень електроліту над пластинами повинен бути не менше 8 мм.

Тривалість зарядки батарей з сухозаряженными пластинами, якщо вони зберігалися після випуску менше року, складає від 3 до 8 ч. При тривалішому зберіганні батареї час зарядки може бути підвищене до 25 ч. Величина зарядного струму, вживана для сухозаряженных батарей, приведена в таблиці 10.

При необхідності батареї можна піддавати форсованій зарядці. При цьому струм зарядки першого ступеня збільшують в 1,5 разу проти приведеного. Коли напруга на акумуляторі буде рівною 2,4 в, струм зарядки знижують до другого ступеня, відповідного даним, приведеним в таблиці 10. В кінці зарядки напруга на акумуляторі повинна бути рівною 2,7—2,8 ст.

У особливих випадках, коли потрібно терміново ввести батарею в експлуатацію, можна ставити на автомобіль батареї з сухозаряженными пластинами без зарядки, але після п'ятигодинного просочення електролітом щільністю 1,285. Якщо щільність електроліту до кінця просочення буде нижча 1,24, то таку батарею слід піддати короткочасній зарядці. При першій нагоді ці батареї необхідно повністю зарядити. Щільність електроліту в кінці зарядки повинна відповідати експлуатаційній щільності, вказаній вище.

При необхідності змінити щільність електроліту в процесі заряджання електроліт з акумулятора відсисають за допомогою гумової груші і доливають в акумулятор воду, що дистилює, або електроліт більшої щільності. При виливанні електроліту з акумуляторів не рекомендується перевертати батареї, оскільки шлам, що знаходиться між опорними призмами бака, може замкнути пластини.

Закінчення процесу зарядки акумулятора характеризується рясним газовиділенням.

Щоб встановити, чи добре заряджена батарея, її тимчасово відключають від мережі і через 2-3 мін повторно включають на зарядку. Якщо при цьому наступить інтенсивне газовиділення, то це означатиме, що батарея заряджена добре.

Справність батареї після зарядки характеризується однаковими і стійкими показниками при перевірці її вилкою навантаження і ареометром через декілька годинників після зарядки. Розбіжність в напрузі окремих акумуляторів повинна бути не більше 0,1 В, а в щільності електроліту — не більше 0,01.

Акумуляторні батареї слід зберігати в сухому вигляді або в робочому стані.