Аккумуляторная батарея в системе зажигания

Аккумуляторная батарея в системе зажигания.

Статьи по теме
Искать по теме

Устройство аккумуляторной батареи и принцип ее действия

Аккумуляторная батарея на автомобиле служит для питания электрическим током стартера при запуске двигателя, а также для всех других приборов электрооборудования, когда генератор не работает или не может еще отдавать энергию в цепь.

Если мощность, потребляемая включенными потребителями, превышает мощность, развиваемую генератором, аккумуляторная батарея, разряжаясь, обеспечивает питание потребителей одновременно с работающим генератором.

Свинцово – кислотная аккумуляторная батарея является вторичным химическим источником постоянного тока. Прежде чем она будет отдавать электрическую энергию, ее необходимо зарядить – сообщить ей определенное количество электрической энергии. На автомобилях применяют стартерные аккумуляторные батареи, конструкция которых позволяет разряжать их токами, в 3-5 раз превышающими их номинальную емкость.

Стартерные аккумуляторные батареи, выпускаемые нашей промышленностью, классифицируют по номинальному напряжению (6 и 12 В); по конструкции- в моноблоке с крышками и перемычками над крышками и в моноблоке с общей крышкой и перемычками под крышкой; батареи необслуживаемые – залитые электролитом и полностью заряженные или сухозаряженные.

Согласно ГОСТ 959.0- 84, все свинцовые стартерные аккумуляторные батареи имеют условное наименование. Например, на автомобиле ЗИЛ-130 установлена батарея 6СТ-90. Первая цифра обозначает количество последовательно соединенных аккумуляторов в батареи. Напряжение каждого аккумулятора 2 В, поэтому номинальное напряжение батареи 12 В. Буквы СТ определяют назначение батареи – стартерная.

Число после букв указывает на емкость батареи в ампер-часах в 20-часовом режиме разряда. Буквы после цифр, обозначающих емкость, обозначают исполнение батареи: А- с общей крышкой, Н- несухозаряженная,

З- необслуживаемая, залитая электролитом и полностью заряженная. После условного обозначения батареи указывают обозначение стандарта или технических условий на батарею конкретного типа. На батарее там же могут быть указаны номинальная емкость в ампер- часах (А.ч) в 20-часовом режиме и разрядный ток батареи (А) при температуре – 18 С.

Аккумуляторная батарея имеет полипропеленовый полупрозрачный корпус (рис 1.)

Разделенный перегородками на шесть отсеков, представляющих собой отдельные аккумуляторы. Сверху аккумуляторы закрыты общей полипропеленовой крышкой 2, приваренной к корпусу ультразвуковой сваркой. В крышке имеются отверстия для заливки электролита в каждый аккумулятор и для прохода двух полюсных выводов батареи: плюсового и минусового.

Каждый аккумулятор состоит из двух полублоков чередующихся пластин: положительных 9 и отрицательных 10. Пластины одинаковой полярности приварены к межэлементным соединениям 4, которые служат для крепления пластин и выводов тока и соединяют аккумуляторы батареи между собой. Решетки пластин отлиты из сплава свинца с добавлением кальция и сурьмы, что замедляет процесс разложения электролита и саморазряд аккумуляторов.

Для увеличения емкости в решетку пластин впрессовывают активную массу, приготовленную на водном растворе серной кислоты из окислов свинца – свинцового сурика (Р О ) и свинцового глета ( Р О)- для положительных пластин и свинцового порошка- для отрицательных пластин. Одноименные пластины соединяются в полублоки, заканчивающиеся выводными полюсными штырями. Полублоки с положительными и отрицательными пластинами собирают в блок таким образом, что положительные пластины располагаются между отрицательными, поэтому последних на одну больше. Это позволяет лучше использовать двустороннюю активную массу крайних положительных пластин и предохраняет из от коробнения и разрушения.

Положительные пластины аккумулятора помещаются в сепараторы, изготовленные в виде конвертов из тонкого пластикового микропористого материала. Это исключает их короткое замыкание отрицательными пластинами, а малая толщина и большая пористость облегчают прохождение через них электролита, снижают внутреннее сопротивление и обеспечивают получение разрядного тока большой силы. Кроме того это исключает короткое замыкание пластин выпадающей активной массой, позволяет устанавливать блоки пластин непосредственно на днище бака без ребер и значительно увеличить объем электролита над пластинами и тем самым увеличить срок доливки дистилированной воды при эксплуатации автомобиля. Для облегчения проверки уровня электролита в каждом аккумуляторе у заливных отверстий снизу имеются трубчатые индикаторы (тубусы) 7. Нижний срез индикатора находится на требуемой высоте от уровня пластин. При нормальном уровне поверхность электролита образует четко видимый через наливное отверстие меникс ( элипс). Кроме того, на полупрозрачном пластмассовом корпусе аккумуляторной батареи могут быть метки " MIN" и "MАХ" между которыми должен находиться уровень электролита.

Полублоки положительных 9 и отрицательных 10 пластин отдельных аккумуляторов соединены между собой межэлементными соединениями, проходящими через пластмассовые перегородки, и соединяются соответственно с положительными 3 и отрицательными 5 выводами батареи.

Выводы большинства отечественных и импортных аккумуляторных батарей имеют конусную форму, обеспечивающую сохранение надежного контакта с клеммами проводов при износе их в процессе эксплуатации и имеют стандартные размеры. Причем положительный вывод батареи по диаметру больше отрицательного, что исключает возможность нарушения полярности при установке батареи на автомобиль.

На верхней поверхности батареи расположены отверстия для заливки электролита в каждый аккумулятор батареи, закрываемые пробками 6. Пробки имеют вентиляционные отверстия для вывода газов, образующихся в процессе работы батареи. У новых незалитых батарей вентиляционные отверстия закрыты специальными герметизирующими приливами, которые при заливке в батарею электролита удаляются (срезаются). Электролит, заливаемый в аккумуляторную батарею, представляет собой раствор химически чистой аккумуляторной кислоты с дистилированной водой. Для предотвращения замерзания электролита при эксплуатации аккумуляторной батареи в зимних условиях плотность регламентируется в зависимости от климатических условий эксплуатации (см табл)

Плотность электролита при эксплуатации в различных климатических районах

Плотность электролита для различных климатических районов*

Климатические зоны. Средняя месячная температура воздуха в январе,° С

Время года

Плотность электролита, приведенная к температуре 25° С, г/см3

заливаемого

заряженной батареи

Очень холодная (от -50 до -30)

Зима

Лето

1,28

1,24

1,30

1,26

Холодная (от -30 до -15)

Круглый год

1,26

1,28

Умеренная (от -15 до -4)

Круглый год

1,24

1,26

Жаркая (от 4 до 15)

Круглый год

1,22

1,24

Теплая, влажная (от 4 до 6)

Круглый год

1,2

1,22

*Допустимые отклонения плотности электролита от значений в таблице не должны превышать 0,01 г/см3.

Технические характеристики и свойства аккумуляторной батареи

Важнейшей технической характеристикой аккумуляторной батареи является ее емкость, которая характеризует способность батареи отдавать электроэнергию.

Номинальная емкость (С ) аккумуляторной батареи – это количество электричества в ампер-часах ( А.ч), которое способно отдать полностью заряженная батарея при непрерывном 20-часовом разряде с постоянной силой тока в амперах (А), численно равной 0,05 С при температуре 25 С до напряжения на выводах батареи U = 10,5 В.

Емкость аккумуляторной батареи определяется как ее конструктивными параметрами (пористостью материала электродов, их толщиной и качества пористостью материала сепараторов и т.д.), так и эксплуатационными факторами: плотностью заливаемого в батарею электролита, его температурой, степенью заряженности батареи и режимом ее разряда.

При повышении плотности электролита емкость батареи повышается до определенных пределов. Однако при чрезмерном увеличении плотности ускоряются корразионные процессы на электродах, их разрушение, и соответственно, снижается срок службы батареи. При чрезмерной малой плотности электролита снижается емкость батареи, а при низкой температуре окружающего воздуха зимой электролит может замерзнуть, и батарея выйдет из строя. Поэтому оптимальная плотность электролита устанавливается исходя из условий эксплуатации. При заряде батареи плотность электролита падает, поэтому по плотности электролита определяют состояние батареи и степень ее разряженности.

Температура электролита определяется температурой окружающего воздуха и она несколько возрастает при заряде и разряде батареи. С понижением температуры емкость батареи уменьшается, в связи с повышением электрического сопротивления электролита и замедлением химических реакций. При уменьшении температуры электролита на 1 С емкость батареи снижается примерно на 1%. Таким образом, если номинальная емкость аккумуляторной батареи равна, например, 60 А.ч. при 25 С, то при снижении температуры окружающего воздуха и, соответственно, электролита до минус 25 С она станет на 50% или вдвое меньше и составит всего 30 А.ч.

Степень заряженности аккумуляторной батареи влияет на плотность электролита. При заряде батареи плотность электролита повышается и увеличивается емкость батареи, достигая максимальных значений при полном ее заряде.

Режим разряда батареи характеризуется силой разрядного тока и его прерывностью. Чем больше разрядный ток, тем меньше емкость аккумуляторной батареи. Например, если емкость батареи 6СТ-55 А при разряде ее током 2,75 А при температуре электролита 25 с составляет С= 55А.ч.( номинальная емкость), то при разряде током 250 А (4,6 С ) емкость снижается более чем в два раза и составляет 22 А.ч.( примерно 40% от С ). Емкость, отдаваемая аккумуляторной батареи при прерывистых разрядах, значительно превышает емкость при непрерывном разряде, что особенно важно учитывать при стартерном режиме разряда, когда величина разрядного тока очень высока (примерно 2-5 С ).

К важнейшим техническим характеристикам аккумуляторной батареи относится также электродвижущая сила (ЭДС) батареи и ее напряжение.

ЭДС батареи- это разность потенциалов на ее полюсных выводах без нагрузки ( при разомкнутой внешней цепи). Данная характеристика взаимосвязана со степенью заряженности батареи и по ее величине так же, как и по плотности электролита, можно оценивать состояние батареи и необходимость ее заряда.

Напряжение батареи – это разность потенциалов на ее полюсных выводах в процессе заряда или разряда ( при наличии тока во внешней цепи). Данная характеристика используется при оценке пусковых качеств батареи. Для оценки пусковых качеств аккумуляторной батареи применяют следующие основные характеристики стартерного разряда, измеряемое при температуре электролита 18 С: сила разрядного тока в А, напряжение в начале разряда в В ( измеряется на батареях с пластмассовым корпусом на 30-й секунде стартерного разряда), время разряда в минутах ( измеряется при разряде тока, численно равном 3 С до снижения напряжения батареи до 6 В).

Саморазряд аккумуляторной батареи- является чрезвычайно важным ее свойством, которое необходимо учитывать для правильной эксплуатации батареи и продления срока ее службы. Саморазрядом называют самопроизвольное снижение емкости аккумуляторной батареи при отключенных от нее потребителях, т. е. при бездействии. Обычно саморазряд батареи не превышает 1% в сутки, такой саморазряд называют естественным. При более высоком ( более 1% в сутки) значении саморазряда, он считается ускоренным и это свидетельствует о неисправности батареи. На скорость саморазряда батареи оказывает влияние плотность и температура электролита, отсутствие примесей в электролите и доливаемой в него воде, загрязненность аккумуляторной батареи снаружи, а также срок ее эксплуатации. Скорость саморазряда батареи при повышении плотности электролита и ее температуры увеличивается, причем особенно интенсивно с увеличением срока ее службы. При отрицательных температурах саморазряд аккумуляторных батарей резко уменьшается поэтому хранить их лучше при низких ( до –30 С) температурах в заряженном состоянии.

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.

Свинцово – кислотная стартерная аккумуляторная батарея- она состоит из следующих основных частей:

Отрицательных электродов 4, собранных в полублок 7, положительных электродов 3, собранных в полублок 5, сепараторов 2, бареток 6, связывающих в полублок параллельно включенные электроды одного знака (плюс или минус), выводных штырей –борнов 9, аккумуляторного бака 10 с общей крышкой 11 и заливными пробками 12.

Отрицательные и положительные электроды 8 состоят из решетки 1, отлитой из свинцово – сурьмянистого сплава с содержанием сурьмы от 4 до 5%. Сурьма увеличивает решетки против коррозии, повышает ее твердость и улучшает текучесть сплава при отливе решеток.

В настоящее время выпускают так называемые необслуживаемые аккумуляторные батареи, которые отличаются от обычных меньшим содержанием сурьмы (1,5- 2,0%) в решетках электродов. Наличие сурьмы в решетках положительных электродов приводит в процессе эксплуатации батареи к переносу части сурьмы на поверхность активной массы отрицательных электродов и в электролит, что сказывается на повышении потенциала отрицательного электрода и понижения ЭДС батареи в процессе ее срока службы.

При постоянном напряжении генератора понижение ЭДС батареи приводит к повышению зарядного тока, обильному газовыделению и повышению расхода воды.

В необслуживаемых батареях за счет меньшего содержания сурьмы в решетках электродов эти явления протекают более слабо, что значительно увеличивает сроки доливки воды (не чаще одного раза в год).

Решетка выполняет роль каркаса, на котором закреплен активный материал пластины. Вместе с тем решетка обеспечивает равномерный отвод и подвод тока к активному материалу при разряде и заряде аккумулятора. Активный материал приготавливается в виде пасты и вмазывается в решетку. Благодаря пористости материала активная площадь пластины увеличивается в 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 также 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 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.

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 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 аккумуляторной батареи

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 дистиллированной 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 хранении 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.

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 пластинах 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 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.

Аккумуляторная батарея в Газели

Аккумуляторная батарея в системе зажигания

Рис 1. Аккумуляторная батарея: 1 – крышка; 2 – пробка; 3 – заливное отверстие

Техническое обслуживание аккумуляторной батареи

Батарею необходимо периодически осматривать и содержать в чистоте и в заряженном состоянии. Длительное пребывание батареи в разряженном состоянии или с пониженным уровнем электролита, а также длительные пуски двигателя, особенно в холодное время, выводят батарею из строя.

Уровень электролита следует проверять на холодной батарее; если необходимо, доливать дистиллированную воду. Уровень электролита должен быть на 10–15 мм выше предохранительной решетки, установленной над сепаратором. При доливе нужно вывернуть пробку, долить дистиллированную воду до уровня начала резьбы в наливном отверстии и ввернуть пробки на место. Не следует допускать превышения указанного уровня во избежание выплескивания электролита.

Периодически рекомендуется проверять плотность электролита с помощью денсиметра, имеющего шкалу от 1,100 до 1,300 г/см3. Денсиметр устанавливать в отверстия аккумуляторов вертикально. После засасывания электролита грушей следить при замере, чтобы поплавок денсиметра не касался стенок колбы.

Замерить температуру электролита и внести поправку на температуру (табл 2).

Плотность электролита зависит от степени заряженности батареи. Перед замером плотности не следует доливать в батарею дистиллированную воду и производить пуск двигателя стартером. При определении степени разряженности батареи следует пользоваться данными табл3., внеся в показания денсиметра температурную поправку согласно таб 2.

Таблица 2. Температурная поправка к показанию денсиметра

Температурная поправка к показанию денсиметра

Температура электролита,° С

Поправка к показаниям денсиметра, г/см3

От +45 до +60

0,02

От +30 до +45

0,01

От +20 до +30

0

От +5 до +19

-0,01

От -10 до +4

-0,02

От -25 до -11

-0,03

От -40 до -26

-0,04

От -55 до -41

-0,05

Таблица 3. Определение степени заряженности аккумуляторной батареи по плотности, г/см3

Определение степени заряженности аккумуляторной батареи по плотности, г/см3

Полностью заряженная батарея

Батарея разряжена

на 25%

на 50%

1,3

1,26

1,22

1,28

1,24

1,2

1,26

1,22

1,18

1,24

1,2

1,16

1,22

1,18

1,14

Если при проверке окажется, что батарея разряжена более чем на 50% летом и на 25% зимой, то ее следует поставить на зарядку.

Если плотность электролита в элементах батареи не одинакова и разница в плотности превышает 0,01 г/см3, ее следует выровнять, доливая в аккумуляторы электролит плотностью 1,4 г/см3, когда плотность ниже нормы, или дистиллированную воду, когда она выше нормы.

Доливать в аккумуляторную батарею электролит плотностью 1,4 г/см3 можно, когда батарея полностью заряжена, т. е. плотность электролита достигла постоянства и благодаря "кипению" обеспечивается быстрое и надежное перемешивание электролита.

Состояние батареи можно также проверить с помощью нагрузочной вилки.

Электролит готовится из смеси серной кислоты и дистиллированной воды (табл 4).

Для приготовления электролита применяется кислотостойкая посуда, в которую заливается сначала вода, а затем – при непрерывном перемешивании – кислота. Заливка воды в кислоту не допускается.

Для получения электролита определенной плотности следует руководствоваться табл 4.

Таблица 4. Приготовление электролита определенной плотности

Приготовление электролита определенной плотности

Требуемая плотность электролита при температуре 25° С, г/см3

Количество, л

воды

серной кислоты

1,2

0,859

0,2

1,22

0,839

0,221

1,24

0,819

0,242

1,26

0,8

0,263

1,28

0,781

0,285

1,4

0,65

0,423

Температура электролита должна быть не ниже 15° и не выше 25° C.

После заливки электролита выдерживают 20–120 мин и замеряют плотность. Если плотность электролита понизилась более, чем на 0,03 г/см3, относительно плотности заливаемого электролита, батарея может использоваться. Если плотность снизилась более, чем на 0,03 г/см3, батарею следует зарядить.

Новые, не залитые электролитом, аккумуляторные батареи можно хранить в неотапливаемых помещениях при температуре до –30° C.

Батареи устанавливаются в один ряд в нормальном положении выводами вверх. Пробки батареи должны быть плотно ввернуты. Герметизирующие детали не должны удаляться. Срок хранения батарей не должен превышать трех лет.

Хранить заряженные батареи с электролитом в прохладном помещении по возможности при постоянной температуре не ниже –30° и не выше 0° C.

Батареи, снятые с автомобилей после непродолжительной эксплуатации, а также батареи, залитые электролитом, но не бывшие в эксплуатации, устанавливаются на хранение после их полной зарядки и доведения плотности электролита до нормы, соответствующей климатическому району.

Батареи, снятые с автомобилей после длительной эксплуатации, перед постановкой на хранение следует полностью зарядить, проверить плотность электролита и его уровень. Затем подвергнуть их контрольно-тренировочному разряду (см. "Проверка батареи"), чтобы убедиться в их удовлетворительном техническом состоянии.

После разрядки батареи следует вновь зарядить, насухо протереть и ввернуть пробки, после чего они готовы для постановки на хранение.

Резервные батареи, которые могут потребоваться в любой момент для установки на автомобили, должны поддерживаться в состоянии полной заряженности. Поэтому при положительной температуре хранения для восстановления емкости, потерянной от саморазряда, батареи следует один раз в месяц подзаряжать током 5,5–6,0 А.

При температуре хранения 0° С и ниже ежемесячно проверять плотность электролита и подзаряжать батареи, если плотность ниже 1,22 г/см3.

У батарей, поставленных на хранение в связи с сезонным перерывом эксплуатации, также следует ежемесячно проверять плотность электролита. Заряжать их следует непосредственно перед пуском в эксплуатацию, за исключением тех случаев, когда выявлено падение плотности электролита (отнесенной к 2° С) ниже 1,22 г/см3 во время хранения при температуре ниже 0° С или падении плотности электролита ниже 1,20 г/см3 во время хранения при положительной температуре. Максимальный срок хранения батарей с электролитом при температуре не выше 0° С – не более полутора лет, а при температуре 15– 25° C – около 9 месяцев.

Проверка батареи

Для проверки исправности батареи проводят контрольно-тренировочный цикл:

- батарею зарядить током 5,5 А;

- к концу зарядки, если электролит по плотности отличается от указанного в табл. 1, произвести доводку плотности электролита путем доливки дистиллированной воды, когда плотность выше нормы, и доливкой электролита плотностью 1,4 г/см3, когда она ниже нормы;

- по окончании зарядки батарею подвергают разрядке током 5,5 А.

Температура электролита в начале разрядки должна быть 18–27° С. Замеры напряжения и температуры производить через каждые два часа.После того как напряжение в аккумуляторах снизится до 1,85 В, замеры производятся через каждые 15 мин. После снижения напряжения до 1,75 В замеры производятся непрерывно, пока в одном из аккумуляторов напряжение не снизится до 1,7 В. После разрядки батарею вновь приведите в полностью заряженное состояние. Если при этих условиях продолжительность разрядки не меньше, чем указано в табл. 5 для батарей с электролитом соответствующей плотности, батарея вполне пригодна для эксплуатации.

Таблица 5. Определение исправности аккумуляторной батареи

Определение исправности аккумуляторной батареи

Плотность электролита заряженной батареи, приведенная к температуре 25 °C, г/см3

Продолжительность разрядки, ч

1,28

7,5

1,26

6,5

1,24

5,5

Правила пользования аккумулятором в зимнее время

Именно для аккумулятора зима – по-настоящему тяжелое время. От выгодного или невыгодного протекания в нём и на нём электрохимических процессов будет зависеть, хватит ли мощности провернуть стартер, или придется "прикуривать", а может заводиться с буксира и потом на протяжении всего рейса ни при каких обстоятельствах не глушить двигатель. В большинстве случаев перед зимой нет нужды платить деньги за новую батарею: достаточно просто правильно обслужить ту, что есть. Вспомним сервисные операции, знакомые всем бывалым автомобилистам. Очистим корпус аккумулятора от грязи: её в моторном отсеке "Газели" за лето набирается много. Для этого чаще всего бывает достаточно простой воды. Особое внимание следует уделить верхней части с выводными штырями – после обслуживания она должна быть не только чистой, но и сухой. Если батарея "обслуживаемая", проверим плотность электролита, если нужно, добавим дистиллированную воду и полностью зарядим. Благо, и дистиллированная вода, и зарядные устройства давно лежат в каждом магазине. А сначала промоем водой, а затем почистим шкуркой выводные штыри на батарее и клеммы на силовых проводах автомобиля. Надёжно закрепим клеммы и покроем их пластичной смазкой, чтобы защитить от капелек электролита и других нежелательных контактов. Некоторых операций можно избежать, если у вас необслуживаемый аккумулятор. Его достаточно просто содержать в чистоте. Стоит такой аккумулятор несколько больше, чем "обслуживаемый", но многие водители, имевшие с ним дело и уважающие себя, считают, что на этом не следует экономить. Служить он будет не один год, и при грамотной эксплуатации, возможно, доживёт до продажи машины. Важно только следить, чтобы контрольный "глазок" на нём постоянно показывал полный заряд. Кстати, именно этот индикатор указывает, хватает генератору сил нормально заряжать батарею, или пора искать неисправности.

В инструкции по эксплуатации завод рекомендует использовать на "Газели" с "402-м" и "406-м" двигателями "легковую" батарею 6СТ-55. В самом деле, для уверенного запуска исправного и отрегулированного мотора ЗМЗ может, и достаточно 55 А-ч, но только для нового автомобиля или для любого в тёплое время года. И специалисты, и водители сходятся во мнении, что для нормальной эксплуатации неновой "Газели" необходим более ёмкий аккумулятор. На то, чтобы раскрутить двигатель довольно большого рабочего объёма, требуется энергия. К тому же в процессе эксплуатации несколько "плывут" регулировки карбюратора и зажигания, что добавляет стартеру работы. Наконец, в старые изношенные двигатели ради некоторого повышения давления в системе смазки заливают более густое масло.Даже с батареями ёмкостью 60 А-ч рискуют ездить, по нашим наблюдениям, немногие. Чаще всего встречаются батареи ёмкостью 65-75 А-ч. Но некоторые водители приобретают мощные батареи по 85-90, а то и 100 А-ч. Но это уже, по мнению специалистов, выброшенные деньги. Отремонтировать генератор будет дешевле…

Батарея увеличенной ёмкости, без сомнения, требуется машинам с дизелем ГАЗ-560. Также увеличенная ёмкость батареи полезна, если машину оснастили предпусковым подогревателем. За полчаса работы он успевает "съесть" несколько ампер-часов, равноценных одной-двум попыткам пуска. Стандартная аккумуляторная площадка "Газели" довольно большая. На неё свободно встает батарея длиной до 31 см и шириной до 20 см. Ничто не мешает подобрать в этих габаритах батарею увеличенной мощности. Кроме того, площадка выполнена съёмной. Она закреплена на моторном щите четырьмя болтами. Это позволяет на её место поставить увеличенную. Благо, они имеются в магазинах запчастей.

Как водится, всякое достоинство оборачивается недостатком. Опытные водители рекомендуют периодически подтягивать крепления площадки: со временем они ослабевают, и площадка начинает "шататься". Чтобы подтягивать реже, под болты можно подложить шайбы-гроверы. У плохо закреплённой площадки достаточно быстро трескаются и отрываются "уши" кронштейнов. Если под рукой есть сварочный аппарат, которым можно пользоваться в любое время и бесплатно, площадку можно восстановить, в остальных случаях проще купить новую: стоит она недорого. Вопрос о замене площадки встаёт и по другой причине – "кипящий" аккумулятор забрызгивает её кислотой. Полностью слезает краска, активно развивается коррозия, довольно быстро съедающая площадку почти полностью. У подержанных машин это встречается часто. Но пока болезнь не запущена, ржавую площадку можно спасти. Кроме того, от кислоты страдает и моторный щит, который в любом случае придётся восстанавливать: уж его-то "малой кровью" не заменишь.

Сначала металлической щёткой удаляем остатки краски, грязь и слои рыхлой ржавчины, потом обрабатываем поверхность преобразователем ржавчины. Если есть возможность, пескоструим. Далее возможны варианты. Первый – грунтовать и красить площадку и участок щита как другие кузовные панели. Тем более что небольшую по размеру площадку, снятую с машины, легко подвергнуть "горячей сушке". Можно закрасить очищенные поверхности "антигравием" или битумной мастикой, предназначенной для обработки днища. Наконец, как вариант, просто "облить" "Мовилем".Чтобы защитить покрытие площадки от кислоты, специалисты рекомендуют поставить под аккумулятор резиновый коврик, стоящий копейки. Некоторые водители идут дальше. Специальный коврик для аккумулятора, по их мнению, мал, не защищает моторный щит, а иногда – и края площадки. Из старого коврика для пола кабины вырезают большой кусок. Таких размеров, чтобы хватило полностью укрыть саму площадку, половину загнуть вертикально вверх и заслонить от аккумулятора часть моторного щита. "Резинку" лучше поставить ещё на новом автомобиле. А после ремонта площадки она станет залогом того, что затраченные усилия не пропадут даром.

Нередко можно видеть машины, и не только "Газели", у которых отсутствуют крепления аккумулятора. Батарея у них "висит" только на проводах. С незакрепленной батареей, как правило, ездят в трёх случаях. Во-первых, так делают, когда часто приходится снимать на ночь с машины старый аккумулятор и нести на зарядку. Во-вторых, не привинчивают батарею те, кому приходится постоянно переставлять аккумулятор с одного автомобиля на другой. Например, некий "экономный" водитель долгое время использовал один и тот же аккумулятор на "рабочей" "Газели" и "семейных" "Жигулях". И, наконец, просто из-за разгильдяйства. Может ли у "Газели" незакреплённый аккумулятор "улететь" вперед? Такое, по словам бывалых, хоть редко, но случается. Например, если попасть передним правым колесом в открытый колодец, стукнуться на скорости о бордюр. Наконец, при ДТП. Автомобиль резко останавливается, зато аккумулятор продолжает двигаться, ведь у "Газели" моторный отсек скомпонован так, что этому ничего не мешает. Провод "массы" обрывается, плюсовой летит вперед вместе с батареей, которая выбивает правую фару, и гибнет сама. Будь аккумулятор закреплён, возможно, машина ушла бы с места столкновения своим ходом. Да и ущерб оказался значительно меньше. В случаях, когда необходимо часто снимать аккумулятор, водители предлагают "народное" средство, позволяющее обойтись без болтов и "барашков". Батарею, по их мнению, можно притянуть к аккумуляторной площадке и моторному щиту резиновым жгутом-эспандером с крючками на конце. Таким, какой используют, чтобы закрепить груз в кузове или на верхнем багажнике.

Специалисты же настаивают, что батарея должна быть жестко закреплена. Прежде всего, незакреплённый или прикрученный эспандером аккумулятор на дорожных неровностях прыгает и бьётся о площадку. У машины с достаточно жесткой подвеской это особенно ощутимо. От ударов осыпается активная масса. В худшем случае это приведёт к короткому замыканию банки, и аккумулятор, который мог ещё послужить, отправится на помойку. Заводской кронштейн крепления батареи расположен посередине площадки. Он выполнен в виде "захвата" с болтом, как у нынешних легковых машин. Поэтому желательно применять современные батареи с "карнизом" в нижней части корпуса. Резьбу болта, кстати, тоже лучше защитить от попадания кислоты пластичной смазкой. Но на случай установки аккумулятора старого образца в эбонитовом корпусе на торцах площадки предусмотрены отверстия, позволяющие использовать крепёж батареи старого образца, применявшийся на машинах прежних выпусков."Газели" на заводе оснащают выключателем "массы". Расположен он под капотом. Среди водителей нет единого мнения, способствует ли лучшей сохранности аккумулятора отключение "массы" на время ночной стоянки. Обычно, даже на стоящем автомобиле, остаются включенными приборы: сигнализация и магнитола, работающие в режиме ожидания, постоянно идущие часы. Они потребляют так мало тока, что после ночной стоянки, даже на морозе, на запуск мотора энергии хватит, и ежедневно выключать "массу" не обязательно. Более того: при отключении электричества не работает сигнализация, "сбиваются" настройки магнитолы, бортового компьютера, радиостанции. Если у машины двигатель ЗМЗ-406 с инжектором, при выключении "массы" у системы впрыска топлива настройки встанут "по умолчанию".Но если машина простаивает несколько дней, а тем более неделю, разряд батареи уже может стать ощутимым. Выключенная "масса" позволяет избежать подобных потерь. Кроме того, аккумулятор не "сядет", если вы случайно забыли выключить какой-нибудь из мощных приборов.Но главное условие уверенной работы аккумулятора при любой погоде заключается в исправности генератора, а также в соответствии мощности генератора и количества тока, потребляемого штатными и дополнительными приборами, установленными на машину. Но это – тема отдельного разговора. И не одного.

Техника безопасности при техническом обслуживании аккумуляторных батарей

При техническом обслуживании, разборке и ремонте аккумуляторных батарей во избежание ожогов и загрязнения рук соединениями свинца необходимо надевать кислотостойкий костюм, резиновые сапоги, резиновые химически стойкие перчатки и фартук из кислотостойкого материала.

При работе с расплавленным свинцом, сварке свинцовых деталей, приготовлении заливочной мастики и заливке ею аккумуляторных батарей необходимо дополнительно надевать защитные очки и брезентовые рукавицы.

Перед разборкой аккумуляторную батарею сначала необходимо разрядить, а затем слить электролит.

При удалении заливочной мастики нельзя пользоваться открытым пламенем, например паяльной лампой, для ее размягчения. Мастику следует удалять только с помощью электропаяльника с насадкой или нагретой металлической лопатки.

Плавка свинца и сварка свинцовых деталей разрешается только на рабочих местах, оборудованных вытяжной вентиляцией. Обслуживающий персонал должен пользоваться респираторами, а при электросварке деталей еще и защитными очками с темными светофильтрами.

При добавке металлического свинца в тигель с расплавленным свинцом необходимо надевать защитные очки с бесцветными светофильтрами и опускать свинец плавно и осторожно, не допуская его выброса, что может привести к ожогам лица и глаз.

При попадании влаги и масла в расплавленный свинец или в заливочные формы горячий свинец может разбрызгиваться. Поэтому при отливке свинцовых деталей категорически запрещается охлаждать их водой, а также заливать расплавленный свинец в сырые непрогретые формы.

Во время приготовления заливочной мастики и заливки ею аккумуляторных батарей во избежание ожогов следует надевать защитные очки с бесцветными светофильтрами и брезентовые рукавицы.

Рабочее место для расплавления мастики должно быть оборудовано вытяжной вентиляцией.