Аккумуляторные батареи

АККУМУЛЯТОРНАЯ  БАТАРЕЯ

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 1 (рис.)

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

Климатические районы (средне- месячная  температура воздуха в январе) Время года Плотность электролита , приведенная  к 25  С г/см3
Заливаемого в батарею После полного раряда
Очень холодный (-50-30 С)

Зима

лето

1,28

1,24

1,30

1,26

 

Холодный (-20 –15 С) Круглый год 1,26 1,28
Умеренный (-15 –8 С) То же 1,26 1,28
Жаркий сухой (-15  +4 С) 1,22 1,24
Теплый влажный ( 0   =4 С) 1,21 1,23

          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.

          Плотность зависит  от температуры  электролита , уменьшаясь, примерно, на 0,1 г/см3  при повышении температуры  на 15 С.  при расчетах плотность обычно приводят к температуре +15 С. Для предотвращения  замерзания электролита при эксплуатации аккумуляторов в зимних условиях плотность регламентируется в зависимости от климатических  условий в соответствии  с данными таблицы

Климатические районы Время года Плотность электролита . приведенная  к 15 С г/см3
Заливаемого в аккумулятор После зарядки
Районы с резкоконтинентальным  климатом , с температурой зимой ниже 40 С

Зима

лето

1.29

1.25

1,31

1.27

Северные районы с температурой зимой  до минус 40 С Круглый год 1,27 1,29
Центральные районы с температурой зимой до минус 30 С То же 1, 25 1,27
Южные районы То же 1,23 1,25

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  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

1,29

1,27

1,25

1,27

1,25

1,23

1,21

1,23

1,21

1,19

1,17