Аккумуляторные батареи

600-800 раз по сравнению с ее действительной площадью. Активным материалом

отрицательных электродов является губчатый свинец Рb, имеющий серый цвет.

Активным материалом положительных электродов является диоксид свинца РbO2

темно- коричневого цвета.

Для предохранения отрицательных и положительных электродов от

соприкосновения (короткого замыкания) их разделяют прокладками-

сепараторами. Сепаратор на стороне обращенной к положительному электроду,

имеет ребра. Это обеспечивает доступ к положительному электроду большего

количества кислоты, необходимого для нормального протекания химических

реакций. Сепараторы в необслуживаемых батареях делают в виде конверта ,

куда вставляется положительный электрод , в этом случае в баке отсутствуют

опорные ребра и электроды опираются на дно сосуда что дает возможность

увеличить уровень электролита до 50 мм.

Для приведения в действие аккумуляторную батарею заливают

электролитом , представляющим собой раствор кислоты Н2SO4 в

дистилированной воде Н2О.

Для приготовления электролита применяют особый сорт технической

серной кислоты , согласно ГОСТ 667-73, плотностью 1,83 г/см 3 и воды по

ГОСТ 6709-72 . Содержание примесей в дистилированной воде , идущей на

приготовление электролита , не должно превышать значений , указанных в ГОСТ

6709-72. Плотность электролита у полностью заряженного аккумулятора,

приведенная к 25 С, должна составлять 1,22- 1,30 г/см3 в зависимости от

температурных условий эксплуатации автомобиля. При полном разряде

аккумулятора плотность снижается на 0,15 – 0,16 г/см 3 от исходной.

Аккумуляторный бак имеет вид общего сосуда (моноблока),

разделенного на отдельные ячейки перегородками. На дне каждой ячейки

имеются ребра , на которые опираются положительные и отрицательные

электроды. Баки изготавливают из эбонита, пластмассы и полипропелена.

Выпадающий при работе аккумулятора шлак скапливается в пространстве

между ребрами бака, не замыкая электродов.

Для соединения аккумуляторов в батарею блоки электродов помещают

в ячейки моноблока таким образом, чтобы отрицательный штырь баретки

одного блока находился у положительного штыря баретки соседнего блока

электродов.

Электроды, опущенные в раствор серной кислоты в воде, приобретают

определенный электрический потенциал по отношению к этому раствору и

становятся, таким образом, положительными и отрицательными электродами. Так

как значение электрического потенциала различно для плюсового и

минусового электродов, через последний потечет электрический ток при их

соединение проводником. При разряде аккумулятора ток в электролите

протекает от отрицательного электрода к положительному . На отрицательном

электроде происходит образование сернокислого свинца в результате

соединения губчатого свинца электрода с кислотным остатком из

электролита. На положительном электроде под действием разрядного тока

активный материал превращается иакже в сернокислый свинец ,

поглощая из электролита кислотный остаток и отдавая в электролит

кислород. Кислород положительного электрода , соединяясь с водородом,

оставшимся в электролите в результате распада серной кислоты , образует

воду.

При разряде аккумулятора количество серной кислоты в электролите

уменьшается и плотность электролита снижается. При заряде аккумулятора

реакции проходят в обратном порядке. В этом случае ток от постороннего

источника пойдет от положительного электрода к отрицательному. Реакции,

проходящие при разряде и заряде аккумулятора можно изобразить следующей

химической формулой:

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.

Электрические параметры и характеристик свинцовой аккумуляторной батареи

Электродвижущая сила (ЭДС) аккумулятора является алгебраической

разностью электродных потенциалов (см.рис)

И измеряется как напряжение разомкнутой цепи аккумулятора. Замер

потенциала положительного и отрицательного электродов производят по

отношению к электролиту с помощью кадмиевого электрода.

ЭДС аккумулятора зависит от плотности и очень незначительно от

температуры электролита. С повышением плотности и температуры электролита

ЭДС повышается. При температуре 18 С и плотности d=1,28 г/см 3 аккумулятор

обладает ЭДС, равной 1,12 В. Зависимость ЭДС от плотности электролита

при изменении ее от 1,05 г/см3 выражается формулой Е= 0,84 + d , где Е-

ЭДС аккумулятора , В; d- плотность электролита при температуре 15 С

,г/см3.

По ЭДС нельзя точно судить о степени разряженности аккумулятора.

ЭДС разряженного аккумулятора с большей плотностью электролита будет

выше, чем ЭДС заряженного аккумулятора , но имеющего меньшую плотность

электролита .

Внутреннее сопротивление аккумулятора представляет собой сумму

сопротивлений выводных зажимов, межэлементных соединений , электродов,

электролита, сепараторов и сопротивления , возникающего в местах

соприкосновения электродов с электролитом. Чем больше емкость аккумулятора

(число электродов), тем меньше его внутреннее сопротивление. С понижением

температуры и по мере разряда аккумулятора его внутреннее сопротивление

растет. Чем выше номинальное напряжение аккумуляторной батареи , тем

больше ее внутреннее сопротивление.

Напряжение аккумулятора отличается от его ЭДС на величину падения

напряжения во внутренней цепи аккумулятора . Изменение напряжения

аккумуляторной батареи при ее заряде и разряде показано на рисунке.

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 .

На следующем рисунке показаны вольт-амперные характеристики

аккумуляторной батареи 6СТ-90 при различной температуре электролита . 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 С .

Емкость батареи в стартерных режимах определяется при температуре

25 С и разрядом токе 3С . В этом случае время разряда до напряжения 6 В

(1 В на аккумулятор) должно быть не менее 3 мин.

К электрическим характеристикам также относится резервная емкость

– время разряда (мин) током (25 +0,25) до напряжения 10,5 В 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. Для батарей

емкостью от 26 до 75 А.ч. резервная емкость может быть подсчитана по

формуле , а для батарей емкостью

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 года 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 дистилированной воды для

доводки уровня добавляют в аккумуляторы электролит). Перечисленные

причины вызывают такие наиболее часто наблюдающиеся неисправности, как

коррозия решета 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 дистилированной)

воды , содержащей щелочи или соли , попадение 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.

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 дистилированной воды. Затем разрядить батарею

через лампу током силой 4-5 А до напряжения 1,7В на один аккумулятор и

определить разрядную емкость. После этого привести емкость к температуре +

30 С по формуле.

Где Q действ- емкость батареи, приведенная к + 30 С., Q-разрядная

емкость , полученная умножением силы разрядного тока на время разряда

батареи и в часах. ; t- средняя температура электролита (полусумма

температур, замеренных в начале и в конце разряда) в аккумуляторах во

время разряда.; 0,01- температурный коэффициент емкости.

Если подсчитанная таким образом действительная емкость будет не менее

80% номинальной, то батарею снова заряжают и устанавливают на автомобиль;

если емкость окажется ниже , весь цикл повторяют вновь. Приведенный цикл

рекомендуется применять также после хранения батареи более 6 месяцев и

перед длительным хранением .

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 дистилированную

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. 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 (см.рис)

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

дистилированную воду, а не электролит, так как в процессе работы батареи

вода в электролите разлагается и испаряется , а кислота остается.

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 самозаряд. Через

каждые 3 месяца батарею необходимо подзаряжать для восстановления емкости

, потерянной при самозаряде . 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 С, плотностью 1,22

г/см3 минус 37 С и плотностью 1.31 г/см3 минус 66 С.

|Плотность электролита, приведенная к 15 С г/см3 |

|плотность заряженной батареи |батарея разряжена |

| |25% |50% |

|1,31 |1,27 |1,23 |

|1,29 |1,25 |1,21 |

|1,27 |1,23 |1,19 |

|1,25 |1,21 |1,17 |

Страницы: 1, 2