Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
22
Министерство образования и высшей школы Республики Коми
Профессиональный лицей № 34
ПИСЬМЕННАЯ ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ РАБОТА
Тема: Техническое обслуживание аккумуляторных батарей
Профессия: ТО и ремонт автомобильного транспорта
Руководитель:
Проверил:
Сыктывкар, 2005 год
План
|
[1] [2] Роль и значение планово-предупредительной системы ТО
[3]
[4] [4.1] 1. Устройство аккумулятора и принцип его действия [4.2] 2. Основные характеристики аккумуляторных батарей [5] II. Неисправности и техническое обслуживание АКБ [5.1] 1. Неисправности АКБ и способы их устранения [5.2] 2. Техническое обслуживание АКБ [6] III. Техника безопасности при эксплуатации аккумуляторов
[7]
[8] |
Работоспособность автомобиля в течение периода его эксплуатации обеспечивается комплексом технических воздействий, которые можно разделить на две группы:
Комплекс мероприятий первой группы составляет систему ТО и носит профилактический характер, а второй систему восстановления (ремонта).
Система технического осмотра транспортных средств планово-предупредительная, при которой их ТО проводят принудительно в плановом порядке через определённый пробег. По периодичности, перечню выполняемых работ и трудоёмкости ТО подразделяют на следующие виды:
Каждый вид ТО включает в себя установленный перечень работ, которые должны быть выполнены. Эти операции можно разделить на две части: контрольную и исполнительскую. Контрольная (диагностическая) часть обязательная, исполнительская часть выполняется по потребности.
Ежедневное ТО. Оно направлено на обеспечение безопасности движения, поддержание внешнего вида автомобиля и наличие заправки его водой, маслом, топливом и заключается в контрольном осмотре средства перед выездом и при возвращении.
Контрольный осмотр проводят с целью проверки технической готовности машины. Контрольный осмотр в пути предназначен для проверки состояния агрегатов, механизмов и крепления груза. При контрольном осмотре перед выездом проверяют:
Уход за автомобилем при возвращении в парк включает в себя его очистку от грязи и пыли, осмотр состояния шин и слив воды в холодное время при безгаражном хранении.
ТО-1 и ТО-2 предназначены для выявления и предупреждения неисправностей и отказов, снижения интенсивности изнашивания деталей. Периодические виды ТО заключаются в выполнении крепежных, регулировочных и смазочных работ. Их выполняют через определённые пробеги (см. табл.), устанавливаемые в зависимости от условий эксплуатации автомобилей, определённых положением о ТО автомобильного транспорта.
Зависимость периодичности ТО от условий эксплуатации
|
Категория условий |
Периодичность ТО, тыс. км. |
|
|
ТО-1 |
ТО-2 |
|
|
I |
4.0 |
16.0 |
|
II |
3.6 |
14.4 |
|
III |
3.2 |
12.8 |
|
IV |
2.8 |
11.2 |
|
V |
2.4 |
9.6 |
К категории I отнесены автомобильные дороги с асфальтобетонным покрытием в пригородной зоне и на улицах небольших городов. Категория V представляет дороги с наиболее неблагоприятными условиями (карьеры, временные подъездные пути).
Первое ТО. Оно проводится периодически в межсменное время, через установленные интервалы по пробегу. При выполнении работ по ТО-1 дополнительно к ежедневному ТО необходимо проверить:
В случае необходимости исправить обнаруженные неисправности или отрегулировать соответствующие механизмы. Затем следует проверить и подтянуть ослабленные крепления:
Проверить сапуны коробки передач и заднего моста, вывернув и продув их воздухом. Провести смазочные работы (смазать через пресс-масленку солидолом или литолом подшипники, валик педалей сцепления и тормоза и т.д.; долить тормозную жидкость в бачок главного цилиндра гидравлического привода тормозов; долить масло для гидравлических систем в бачок насоса рулевого усилителя). Дополнительно к ТО-1 провести ежедневное ТО.
Второе ТО. Перечень операций, выполняемых при ТО-2 включает все операции ТО-1 и ежедневного ТО. Дополнительно необходимо проверить:
Проверить и в случае необходимости отрегулировать: конические подшипники ступиц передних колес; зазоры между клапанами и коромыслами; свободных ход педали сцепления. Провести смазочные работы, для чего необходимо:
Сезонное ТО. Оно проводится 2 раза в год и предназначено для подготовки автомобиля к эксплуатации в холодное и теплое время года. Сезонное обслуживание совмещают с очередным ТО-2 при установившейся температуре окружающего воздуха ниже +5 оС (осенью) или выше +5 оС (весной). При переходе к осенне-зимнему периоду эксплуатации автомобиля дополнительно к ТО-2 надо:
При сезонном обслуживании промывают картеры двигателя, коробки передач, раздаточной коробки, заднего и среднего ведущих мостов, а также картер рулевого управления и бачок насоса рулевого усилителя. Затем заполняют их свежим маслом. При переходе к весенне-летнему сезону снимают утеплительные чехлы двигателя, заменяют масло в соответствующих емкостях автомобиля летними сортами, отключают от системы охлаждения предпусковой подогреватель, изменяют плотность электролита в АКБ на летнюю норму, зачищают и подкрашивают места коррозии поверхностей кузова.
Своевременное выполнение ТО автомобиля предупреждает повышенный износ деталей и агрегатов, способствует сокращению затрат на ремонт, снижению простоев по неисправностям, обеспечивает безотказную и безопасную работу.
Одним из важнейших факторов управления эффективностью, эксплутационной надёжностью и долговечностью автомобилей является диагностика и прогнозирование ресурса машин.
Техническая диагностика исследует формы проявления технических состояний машин, разрабатывает методы их определения и прогнозирования.
Процесс определения технического состояния узла, агрегата, машины называют диагностированием, а результат диагностирования – диагнозом. Предсказание технического состояния в некоторый момент времени называют прогнозом.
Диагностический параметр, который необходим для определения технического состояния, может быть косвенным (например, по показателям вибраций определяется величина зазора в сопряжении поршень-гильза или в подшипниковых узлах).
Диагностика и прогнозирование состояния машин входят составной частью в систему технического обслуживания. Назначение диагностики заключается в выявлении и предупреждении отказов и неисправностей, поддержании оптимальных регулировок, эксплуатационных показателей в установленных пределах, в прогнозировании состояния в целях полного использования доремонтного и межремонтного ресурса машин. Диагностика позволяет повысить срок службы машин и их агрегатов; при этом снижаются расходы на запчасти, ремонт, уменьшается расход горючего и смазочных материалов, повышается производительность и агротехническое качество работ.
Слесарь по ремонту автомобилей
Характеристика работ. Разборка дизельных и специальных грузовых автомобилей и автобусов длиной свыше 9,5 м. Ремонт, сборка грузовых автомобилей, кроме специальных и дизельных, легковых автомобилей, автобусов длиной до 9,5 м. Ремонт и сборка мотоциклов, мотороллеров и других мототранспортных средств. Выполнение крепёжных работ резьбовых соединений при техническом обслуживании с заменой изношенных деталей. Техническое обслуживание: резка, ремонт, сборка, регулировка и испытание агрегатов, узлов и приборов средней сложности. Разборка агрегатов и электрооборудования автомобилей. Определение и устранение неисправностей в работе узлов, механизмов, приборов автомобилей и автобусов. Соединение и пайка проводов с приборами и агрегатами электрооборудования. Слесарная обработка деталей по 11-12 квалитетам с применением универсальных приспособлений. Ремонт и установка сложных агрегатов и узлов под руководством слесаря более высокой квалификации.
Должен знать:
Примеры работ:
Слесарь по топливной аппаратуре
Характеристика работ. Разборка, ремонт и сборка простых узлов топливной аппаратуры карбюраторных и дизельных двигателей. Демонтаж и монтаж аппаратуры на карбюраторных и дизельных двигателях. Регулировка уровня топлива в поплавковой камере карбюратора.
Должен знать:
Примеры работ:
Аккумуляторы являются разновидностью химических источников тока, в которых электрическая энергия превращается в химическую (заряд) и химическая – в электрическую (разряд). Они состоят из двух электродов (положительного и отрицательного), электролита и корпуса. Накопление энергии в аккумуляторе происходит при протекании химической реакции окисления-восстановления электродов. При разряде аккумулятора происходят обратные процессы. Напряжение аккумулятора - это разность потенциалов между полюсами аккумулятора при фиксированной нагрузке. Для получения достаточно больших значений напряжений или заряда отдельные аккумуляторы соединяются между собой последовательно или параллельно в батареи.
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. Автомобильные аккумуляторные батареи называются стартерными, так как их используют, прежде всего, для питания пускового электродвигателя – стартера.
Аккумуляторные батареи при малых габаритах, массе и стоимости должны обладать большой емкостью, малыми сопротивлением и саморазрядом, большими сроком службы и прочностью, быть надежными в эксплуатации. При пуске холодного двигателя стартером аккумуляторные батареи должны обеспечивать отдачу большой силы тока при малом падении напряжения.
Назначение автомобильной аккумуляторной батареи понятно каждому мало-мальски сведущему в технических вопросах автолюбителю. С первой ее функцией - обеспечением запуска двигателя - мы сталкиваемся каждый день. Есть и вторая - реже применяемая, но от того не менее значимая - использование в качестве аварийного источника питания при выходе из строя генератора.
Все стартерные батареи, выпускаемые в настоящее время для автомобилей, являются свинцово-кислотными. В основу их работы заложен известный еще с 1858 г., и по сей день остающийся практически неизменным принцип двойной сульфатации.
Как наглядно видно из формулы, при разряде батареи (стрелка вправо) происходит взаимодействие активной массы положительных и отрицательных пластин с электролитом (серной кислотой), в результате чего образуется сульфат свинца, осаждающийся на поверхности отрицательно заряженной пластины и вода. В итоге плотность электролита падает. При зарядке батареи от внешнего источника происходят обратные электрохимические процессы (стрелка влево), что приводит к восстановлению на отрицательных электродах чистого свинца и на положительных - диоксида свинца. Одновременно с этим повышается плотность электролита.
Любая автомобильная батарея представляет собой корпус - контейнер, разделенный на шесть изолированных ячеек – банок (моноблоков) (см. рис.1).
Каждая банка является законченным источником питания напряжением порядка 2.1В. В банке находится набор положительных и отрицательных пластин, отделенных друг от друга сепараторами. Как известно из школьного курса физики, две разнозаряженные пластины уже сами по себе являются источником постоянного напряжения, параллельное же их соединение увеличивает ток. Последовательное соединение шести банок и дает батарею с напряжением порядка 12.6-12.8В. Любая из пластин, как положительная, так и отрицательная, есть ни что иное, как свинцовая решетка, заполненная активной массой. Активная масса имеет пористую структуру с тем, чтобы электролит заходил в как можно более глубокие слои и охватывал больший ее объем. Роль активной массы в отрицательных пластинах выполняет свинец, в положительных - диоксид свинца.
Вес залитой АКБ емкостью 55 А/ч составляет около 16.5 кг. Эта цифра складывается из массы электролита – 5 кг (что соответствует 4,5 л), массы свинца и всех его соединений - 10 кг, а также 1 кг, приходящегося на долю бака и сепараторов.
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. 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 дистиллированной водой. Для предотвращения замерзания электролита при эксплуатации аккумуляторной батареи в зимних условиях плотность регламентируется в зависимости от климатических условий эксплуатации.
Плотность электролита при эксплуатации в различных климатических районах
|
Климатический район |
Средняя месячная температура в январе, оС |
Время года |
Плотность электролита, приведенного к 25 оС, г/ см3 |
|
|
заливаемого |
заряженной батареи |
|||
|
Очень холодный Холодный Умеренный Жаркий сухой Теплый влажный |
-50… -30 -30… -15 -15… -8 -15… 4 0… 4 |
Зима Лето Круглый год Круглый год Круглый год Круглый год |
1,28 1,24 1,26 1,24 1,22 1,20 |
1,30 1,26 1,28 1,26 1,24 1,22 |
Для увеличения срока службы аккумулятора решетки положительных пластин, прочность которых в результате окисления при заряде уменьшается, имеют большую толщину, чем отрицательные пластины.
Для уменьшения коробления крайней положительной пластины, ввиду значительного изменения объема ее активной массы при разряде аккумулятора, у большинства батарей положительных пластин в блоке устанавливают на одну меньше, чем отрицательных. Благодаря этому обе стороны подвергаются одинаковому изменению объема активной массы, и она меньше коробится.
Для увеличения емкости и уменьшения внутреннего сопротивления в каждом аккумуляторе устанавливают по несколько штук пластин. К мостикам с выводами приваривают ушки одноименных пластин. Полублоки отрицательных и положительных пластин собирают в блок, при этом соприкосновение разноименных пластин предотвращается сепараторами.
Сепараторы изготавливают из кислотостойких материалов - микропористой пластмассы (мипласта), микропористого эбонита (мипора), стекловолокна и др.
Одна сторона сепараторов, изготовленных из мипора или мипласта, имеет ребра, которые обращены к положительным пластинам. При такой установке сепараторов обеспечивается лучший доступ электролита в поры активной массы положительных пластин, что способствует повышению емкости аккумулятора.
При установке двойных сепараторов к положительным пластинам ставят сепаратор из стекловолокна, что уменьшает оползание активной массы, вследствие чего увеличивается срок службы пластин.
Сепаратор из стекловолокна замедляют диффузию электролита в пластины, что являются причиной снижения напряжения и емкости батарей, особенно при снижении температуры электролита.
Над сепараторами в каждом аккумуляторе устанавливают тонкий перфорированный предохранительный щиток из хлорвинила или другого кислостойкого материала для защиты кромок сепараторов от механических повреждений при измерении плотности и ли при проверке уровня электролита.
Минимальный срок службы аккумуляторной батареи с одинарными сепараторами из мипласта или мипора - не менее 18 месяцев при пробеге автомобиля не более 60 тыс. км; для батарей с двойными сепараторами - не менее 24 месяцев при пробеге автомобиля не более 75 тыс. км.
Аккумулятор обычно соседствует с двигателем. А как раз высокой температуры этот агрегат не переносит.
Как отмечает Кейт Мак-Ивен, главный инженер фирмы Lucas Yuasa Batteries Ltd., дальше может быть еще хуже. Вот что он говорит по этому поводу: «Законы, ограничивающие уровень шума, заставляют производителей все тщательнее затыкать любые отверстия в отсеке двигателя, что приводит к повышению температуры в моторном отсеке. На сегодняшний день это, пожалуй, самая большая проблема для производителей аккумуляторов. Ведь верхний предел рабочей температуры этих устройств - 100 градусов 0С, дальше электролит просто закипает. Но даже если температура и не достигает рокового предела, а только к нему приближается, срок службы батарей все равно снижается в три-четыре раза».
Простаивание автомобиля зимой в «пробках» - настоящая проблема для аккумулятора. Работающие одновременно вентилятор, фары, обогреватель заднего окна и стеклоочистители способны забрать больше тока, чем производит генератор. В фирме Lucas подсчитали, что за 45 минут такой работы средний аккумулятор может истощиться настолько, что повторный запуск выключенного двигателя окажется уже невозможным. Для восстановления потребуется не меньше 30 минут нормальной езды, прежде чем можно будет снова остановиться.
Казалось бы, следует просто убрать аккумулятор подальше от двигателя, но это ведет к дополнительным расходам. Придется тянуть к стартеру более длинный провод, который будет «съедать» часть энергии, что потребует увеличить мощность аккумулятора. К тому же этот «ящик с кислотой» окажется тогда близко к пассажирскому отсеку, что небезопасно. И все же, фирмы Audi, BMW, Jaguar и Rolls-Royse убрали аккумулятор из двигательного отсека, а недостатки наличия дополнительного провода уравновесились повышенной надежностью батареи. В моделях класса «супермини» аккумуляторы всегда находились в багажнике.
Есть и другие решения. Например, в новой модели Peugeot 406 устанавливается аккумулятор с двойным корпусом. Между стенками прогоняется воздух, что предохраняет батарею от перегрева.
Расход воды
Показатель, имеющий непосредственное отношение к степени обслуживаемости батареи - определяется в лабораторных условиях. Батарея считается необслуживаемой, если она имеет очень низкий расход воды в эксплуатации. Необслуживаемые батареи не требуют доливки дистиллированной воды в течение года и более при условии исправной работы регулятора напряжения.
На расход воды прямое влияние оказывает процентное содержание сурьмы в свинцовых решетках пластин. Как известно, сурьма добавляется для придания пластинам достаточной механической прочности. Однако у каждой медали есть обратная сторона. Сурьма способствует расщеплению воды на кислород и водород, следствием чего является выкипание воды и снижение уровня электролита. В батареях предыдущего поколения содержание сурьмы доходило до 10%, в современных этот показатель снижен до 1.5 %.
Панацею от этой беды фирмы-производители видят в освоении гибридной технологии - замене сурьмы в одной из пластин на кальций. Кальций в решетке является веществом нейтральным по отношению к воде, не снижая при этом механической прочности решеток. А потому разложения воды не происходит и уровень электролита остается неизменным.
Долговечность батареи
Средний срок службы современных АКБ при условии соблюдения правил эксплуатации - а это недопущение глубоких разрядов и перезарядов, в том числе по вине регулятора напряжения - составляет 4-5 лет.
Наиболее губительными для батарей являются глубокие разряды. Оставленные на ночь включенными световые приборы, либо другие потребители способны разрядить ее до плотности 1.12 - 1.15 г/см3, т.е. практически до воды, что приводит к главной беде аккумуляторов - сульфатации свинцовых пластин. Пластины покрываются белым налетом, который постепенно кристаллизуется, после чего батарею практически невозможно восстановить. Отсюда вытекает главный вывод - необходимо постоянно следить за состоянием батареи, периодически замерять ее плотность. Особенно актуально это в зимнее время. Следует отметить, что сульфатация в определенных пределах - явление нормальное и присутствует всегда. (На основе теории двойной сульфатации построен принцип работы батарей.). Но при малом разряде и последующей зарядке батарея легко восстанавливается до исходного состояния. Это возможно и при глубоком разряде батареи, но только в том случае, если следом сразу же последует заряд. Если же разряжать батарею длительное время, не давая ей «подпитки», то падение плотности ниже критического значения неизбежно приводит к образованию кристаллов сульфата свинца, не вступающих в реакцию ни при каких обстоятельствах. А это означает, что начался необратимый процесс сульфатации.
Не менее опасен для батареи и перезаряд. Это происходит при неисправном регуляторе напряжения. При этом электролит начинает «кипеть» - происходит разложение воды на кислород и водород, и понижение уровня электролита. В последнее время широкое распространение получили сепараторы карманного типа - т.н. конвертные сепараторы. Их название говорит за себя - в эти конверты помещают одноименно заряженные пластины. Такая конструкция увеличивает срок службы батареи, так как осыпающаяся в процессе эксплуатации активная масса остается в конверте, тем самым предотвращается замыкание пластин.
Маркировка АКБ
На современные аккумуляторные батареи наносится следующая маркировка:
Ёмкость батареи - способность батареи принимать и отдавать энергию - измеряется в ампер-часах (А/ч). Для оценки емкости батареи принята методика 20-ти часового разряда током 0.05С20 (т.е. током, равным 5% от номинальной емкости). Т.е., если емкость батареи 55А/ч, то, разряжая ее током 2.75А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей емкостью 60 А/ч полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда - 3А.
Данная характеристика определяет возможность питать потребителей в экстремальной ситуации (при отказе генератора). Характеризуется объемом активной массы.
Значение тока холодного старта при -18 °С (по DIN) - величина тока, которую батарея способна отдать при пуске двигателя при температуре - 18 °С. Наиболее важная характеристика, напрямую сказывающаяся на пуске двигателя. Ведь при -20 °С ток, потребляемый стартером, составляет порядка 300А. (Для пуска в летнее время горячего двигателя этот же показатель равен 100-120 А). Значение стартового тока определяется конструкцией батареи, пластин, сепараторов. Сепараторы карманного типа без каких-либо других дополнений увеличивают напряжение батареи на 0.3В, одновременно улучшая стартовые характеристики. Чем ниже внутреннее сопротивление батареи, тем выше стартовый ток, тем надежнее пуск двигателя при низких температурах.
Некоторые батареи имеют такую маркировку:
Несмотря на то, что после емкости стоит значение 280А, цифра, интересующая нас и показывающая ток холодного старта по принятому у нас стандарту DIN равна 255 А.
Резервная емкость - время, в течение которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной емкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями батарей после значения тока холодного старта.
Кроме того, на необслуживаемых батареях проставляется соответствующая надпись. Чаще всего на русском, английском или немецком языке, (либо на языке производителя, как, например, на испанских батареях «Tudor»). Большинство АКБ, изготавливаемых в настоящее время известными производителями являются необслуживаемыми. Однако это вовсе не означает, что к ней не нужно подходить и следить за ее состоянием. Производители гарантируют данный показатель только при соблюдении нормальных условий эксплуатации. (Нелишне отметить, что необслуживаемые батареи выпускаются как с пробками для заливки электролита, так и полностью закрытыми). К разряду необслуживаемых могут относиться и сухозаряженные батареи, поставляемые в торговлю, однако они требуют заливки электролита и последующей зарядки.
Кроме того, на батареи, поставляемые на автозавод, фирмы-производители наносят на корпусе дату изготовления. Плюс к этому, на ВАЗе на клеммы наносится дата установки батареи на автомобиль.
Несколько рекомендаций при покупке аккумуляторов в магазине. Во-первых, как и любой другой товар, батареи следует приобретать в специализированных магазинах, предоставляющих гарантию. При покупке желательно запастись ареометром. Плотность батареи должна быть не менее 1.25 г/см3 (лучше 1.27) и одинаковой во всех банках. Если же замер плотности в магазине связан с определенными трудностями, можно ограничиться измерением напряжения вольтметром. Оно должно быть не ниже 12.5В (Именно 12.5, а не 12, как нам может казаться достаточным. Напряжение 12В, наносимое на АКБ - это напряжение бортовой сети, на которое данная батарея рассчитана, а вовсе не напряжение батареи).
Бытует мнение, что, выбирая батарею, прежде всего, необходимо обращать внимание на ее емкость. Однако все далеко не так просто. Нельзя сказать, что чем выше емкость батареи, тем она лучше. Во-первых, габаритные размеры батареи - величина, строго регламентированная международным стандартом. А потому для увеличения емкости батареи при тех же габаритных размерах неизбежно приходится жертвовать каким-либо другим показателем - и чаще это сказывается на долговечности батареи. Если же и выбирать по какой-либо характеристике, так правильнее это делать по величине тока холодного старта. Его значение играет более весомую роль при эксплуатации автомобиля в период суровых российских зим.
Перспективным направлением в производстве АКБ является снижение их обслуживаемости, повышение электрических характеристик. Необслуживаемость - свойство, которого требуют автозаводы от производителей автомобилей. Это связано с широко распространяющейся тенденцией увеличения срока службы автомобиля, в течение которого автолюбителю вообще нет надобности никуда заглядывать в своем вновь купленном автомобиле, кроме как в бензобак. А в связи с этим и аккумулятор должен удовлетворять тем же самым требованиям. Достигается это использованием конвертных сепараторов, снижения содержания сурьмы в решетках. Однако по своей сути стартерные автомобильные батареи еще долгое время будут оставаться свинцово-кислотными - как оптимальные по цене и характеристикам.
Вообще-то, в самом аккумуляторе ломаться особенно нечему. Во всяком случае, причина большинства неисправностей связана не с собственными его дефектами, а с наличием дополнительного оборудования, например, сигнализации и телефона. Эти устройства особенно любят преподносить «сюрпризы» во время длительных стоянок автомобиля, например, в аэропортах. Крис Барретт, управляющий директор фирмы Hoppecke Batteries, поясняет: «Производители автомобилей в целях экономии ставят самый «слабый» аккумулятор, какой только можно, поэтому любая дополнительная электрическая нагрузка может привести к неисправности».
Сам аккумулятор в процессе службы, конечно, изнашивается и, в конце концов, выходит из строя. Это происходит вследствие коррозии пластин, обеднения их активного покрытия и истощения электролита. Тому способствует повышенная температура, так что чаще всего повреждения происходят летом. Обычно срок службы батареи составляет около четырех лет, но в большой степени зависит от режима эксплуатации.
Однако если ваш аккумулятор вдруг начал барахлить, не спешите его выбрасывать. Кейт Мак-Ивэн предупреждает: «Наш опыт показывает, что огромное количество автомобильных аккумуляторов, считавшихся неисправными, были просто-напросто разряжены. Такой «простой» диагноз выгоден только не очень щепетильным продавцам. Попробуйте зарядить разряженный аккумулятор, причем как можно скорее. Чем дольше аккумулятор остается незаряженным, тем сильнее сульфатация пластин, и тем проблематичнее будет его восстановление».
К числу неисправностей аккумуляторной батареи относятся:
Повышенный саморазряд. При бездействии аккумуляторной батареи происходит её естественный саморазряд, который согласно ГОСТ 959.0 – 79 при температуре хранения батареи 293 ± 5К (20 ± 5 °С) за 28 суток не должен превышать 20% её номинальной ёмкости.
Повышенный саморазряд аккумуляторной батареи может происходить по следующим причинам:
Если электролит загрязнен, то батарею нужно разрядить током 0,1 от ее емкости до напряжения 1,1-1,2В на каждый аккумулятор. При этом посторонние металлы и окислы с электродов переходят в электролит. Затем вылить электролит, промыть батарею дистиллированной водой, залить свежий электролит прежней плотностью зарядить.
Короткое замыкание пластин происходит вследствие непосредственного соприкосновения пластин при разрушении сепаратора, заряде токами большой силы, а также образования игольчатых наростов между кромками положительных и отрицательных пластин. Короткие замыкания могут также происходить при заполнении пространства между опорными ребрами шламом.
Внешние признаки короткого замыкания:
Для устранения короткого замыкания АКБ разбирают, заменяют поврежденные сепараторы и электроды, удаляют осадок и губку с кромок электродов. После сборки АКБ заряжают с одной перезарядкой.
Коробление электродов. Коробятся электроды из-за большой силы зарядного и разрядного тока, повышенной температуры электролита, нарушение правил пуска двигателей стартером (частые и длительные его включения).
Признаками коробления являются изменения внешней их формы и уменьшения емкости АКБ из-за сокращения количества активного вещества вследствие его выведения. Покоробленные электроды при ремонте АКБ заменяют.
Разрушение пластин происходит за счет оползания активной массы, её выкрашивания, а также коррозии решеток пластин. Разрушение активной массы пластины и её решетки является естественным процессом, однако его ускоряет неправильный режим эксплуатации батарей – её перезаряд, особенно при высоких температурах. Для предохранения аккумуляторной батареи от перезаряда необходимо правильно выбрать пределы регулировки регулятора напряжения.
Сульфатацией пластин называется образование на их поверхности и в активной массе крупных кристаллов сернокислого свинца (PbSO4), которые не растворяются при заряде.
Основные причины, вызывающие сульфатацию:
Признаки сульфатации:
Если процесс сульфатации не слишком глубок, электроды АКБ можно восстановить, разрядив батарею током 0,05 от ее емкости до напряжения 1,7В. После этого слить электролит, и залить дистиллированную воду и заряжать током 0,03 от емкости. При достижении плотности электролита 1,09 г/см напряжение каждого аккумулятора должно быть 2.3-2.4 В. Если оно ниже, то заряд прекращают, часть электролита заменяют дистиллированной водой и после 2-часового перерыва продолжают заряд тем же током до достижения плотности 1,09 г/см и напряжение 2,3-2,4 В. После этого плотность доводят до нормальной и заряжают батарею током 0,1 от емкости.
Для восстановления электродов с глубокой, но не застарелой, сульфатацией из разряженных до 1,7В сливают электролит и заливают в них дистиллированную воду. Через час аккумуляторы заряжают, установив ток с таким расчетом, чтобы напряжением на выводах 12-вольтовой батареи было 13,8В. Когда плотность электролита повысится до 1,12 г/см, устанавливают зарядный ток, соответствующий 0,2 от емкости батареи. Зарядку ведут до начала газовыделения во всех аккумуляторах и прекращения увеличения плотности электролита. Затем АКБ включают на 1,5-2-часовую разрядку примерно таким же током. Разрядку и зарядку продолжают до тех пор, пока повышается плотность электролита.
Применение синтетических сепараторов в аккумуляторах резко снизило возможность сульфатации пластин. Поэтому это явление теперь может наблюдаться только при небрежном обращении с аккумуляторной батареей.
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.
Трещины и истирание моноблока могут произойти из-за небрежного обращения или плохого крепления аккумуляторной батареи на автомобиле. При наличии трещин в перегородках моноблока электролит с соседних ячеек сообщается между собой и эти элементы не развивают необходимого напряжения. Напряжение батареи при этом резко снизиться (например, при замыкании двух элементов напряжение уменьшается с 12 до 8В).
Незначительные трещины в моноблоке заливают специальным клеем. Однако более серьёзные дефекты можно устранить только при ремонте аккумуляторных батарей.
Отстающие аккумуляторы. Если в АКБ хотя бы один аккумулятор разряжается раньше остальных, то работоспособность батареи будет определяться именно этим аккумулятором, который при дальнейшем разряде переплюсуется и будет заряжать обратным током остальные аккумуляторы, что приведет к значительному снижению напряжения АКБ. У отстающих аккумуляторов плотность электролита при заряде растет значительно медленнее, а температура быстрее, чем у остальных аккумуляторов. Батарея с такими аккумуляторами должна быть подвергнута 2-3-разовому контрольно-тренировочному циклу (заряд-разряд).
Многие владельцы автомобилей бывают искренне удивлены, когда узнают, что аккумулятор тоже требует «техобслуживания». Это прискорбно, потому что капелька заботы и внимания могут сберечь кучу времени и денег.
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.
Приготовление электролита и зарядка АКБ. Электролит готовят из аккумуляторной серной кислоты (плотность 1,83 г/см) и дистиллированной воды. В пластмассовый, керамический, эбонитовый или свинцовый сосуд сначала наливают воду, затем при непрерывном перемешивании кислоту.
Аккумуляторы, собранные после ремонта из разряженных пластин (электродов), заливают электролитом плотностью 1,12 г/см после охлаждения до температуры 25 0С. Залитую АКБ выдерживают в течение 2 - 4 часов.
В качестве источника тока для зарядки АКБ используют выпрямители типа ВСА или специальные зарядные агрегаты. Зарядку ведут током, равным 0,1 от емкости батареи. Напряжение на каждом аккумуляторе должно быть 2,7-3,0 В. Во время зарядки контролируют температуру электролита. Она не должна подниматься выше 45 0С. Если температура окажется выше, уменьшают зарядный ток или прекращают зарядку на некоторое время. Заканчивают зарядку после того, как начнется обильное газовыделение, а плотность электролита стабилизируется и не будет меняться в течение 2 часов. После 30 минут выдержки проверяют плотность электролита. Если она не соответствует установленной для данной зоны эксплуатации, то доливают в аккумулятор дистиллированную воду (когда плотность выше нормы) или электролит плотностью 1,4 г/см (если плотность ниже нормы). После корректировки необходимо продолжить зарядку в течение 30 минут для перемешивания электролита.
При ТО аккумуляторных батарей проверяют уровень электролита, плотность электролита, измеряют ЭДС и напряжение аккумуляторов под нагрузкой.
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 оС: 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 оС до снижения напряжения батареи до 6 В).
Проверка уровня электролита. При эксплуатации аккумуляторных батарей уровень электролита постепенно понижается, так как вода испаряется.
Не следует допускать чрезмерного понижения уровня электролита вследствие того, что верхние кромки пластин при этом оголяются и под воздействием воздуха подвергаются сульфатации, а это приводит к преждевременному отказу в работе аккумуляторной батареи. Для восстановления уровня электролита необходимо доливать только дистиллированную воду.
Несколько лет назад в большом ходу были «аккумуляторы, не требующие ухода», что конструктивно сводилось к глухой герметизации верхней крышки. Со временем мода эта прошла, поскольку, в случае, если, по каким-то причинам, потеря электролита все же происходила, долить его уже было нельзя.
Нормальный уровень электролита для батареи, имеющей заливную горловину (тубус), должен доходить до нижнего края отверстия в тубусе. Для батареи, не имеющей тубуса, уровень электролита определяется стеклянной трубкой. При этом уровень должен быть на 5-10 мм выше предохранительного щитка. При отсутствии стеклянной трубки уровень электролита можно проверить чистой эбонитовой или деревянной палочкой. Нельзя применять для этой цели металлический стержень. При понижении уровня следует долить дистиллированную воду, а не электролит, так как в процессе работы батареи вода в электролите разлагается и испаряется, а кислота остается.
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 делениям поплавка, помещенного внутри стеклянной колбы определяют величину плотности электролита и степенью заряженности аккумуляторной батареи.
Доведение плотности электролита до нормы. В конце зарядки батареи устанавливается постоянная в течение несколько часов плотность электролита, иногда отличающаяся от нормальной. В этом случае следует довести плотность электролита до нормы. Если плотность электролита больше нормальной, то из элемента следует отобрать часть электролита долить взамен дистиллированной воды, выждать, пока электролит перемешается, и снова замерить плотность. Если плотность электролита низкая, то следует доливать электролит плотностью 1,40г/см.
Следующий момент, на который следует обратить внимание, - вибрация. После высокой температуры и электрической перегрузки, это - основная причина износа батарей. Механизм данного воздействия прост: любая «болтанка» постепенно стряхивает активное вещество с пластин. Поэтому проследите, чтобы аккумулятор был прочно закреплен.
Хранение АКБ. Новая, сухозаряженная и не залитая электролитом батарея должна храниться в сухом проветриваемом помещении при температуре не ниже +15 0С в защищенном от прямых солнечных лучей месте. Перед установкой батарей на хранение следует плотно закрывать пробками отверстия элементов. Срок хранения сухозаряженной батареи не более 12 месяцев. Если батарею необходимо хранить дольше, то ее надо залить электролитом и зарядить.
Если автомобиль длительное время будет бездействовать, то батарею следует снять с автомобиля, зарядить и поставить на хранение в сухое проветриваемое помещение с температурой по возможности от - 20 до 0 0С.
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/см3 минус 7 0С, плотностью 1,22 г/см3 минус 37 0С и плотностью 1.31 г/см3 минус 66 0С.
|
Плотность электролита, приведенная к 15 0С 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 |
Зарядка с помощью внешних средств. Операция зарядки внешними средствами (выпрямителями постоянного тока) является необходимой только в случае длительных простоев автомобиля или ненормальных условии работы. Рекомендуется придерживаться следующих правил:
После зарядки батареи снова очистить ее, протереть от попавшего на ее поверхность электролита и смазать выводы техническим вазелином.
При ТО аккумуляторов необходимо хорошо знать и строго соблюдать технику безопасности. Основную опасность представляют работы, связанные с применением электрического тока, а также с использованием токсичных и ядовитых веществ. Известно, что при попадании на кожу человека серной кислоты или электролита сопротивление прохождению тока резко снижается. Поэтому ток напряжением 6-12 В может привести к поражению организма человека. Кроме того, попадая на кожу, электролит (кислота) может вызвать тяжёлые ожоги, поэтому необходимо немедленно проводить нейтрализацию поражённого участка кожи.
Работа с аккумуляторными батареями связана с возможностью взрыва гремучего газа, выделяющегося при их заряде. Пары серной кислоты раздражают слизистую оболочку дыхательных путей и глаз. Свинец и его соединения могут попасть в организм человека и вызвать его отравление.
При ТО аккумуляторных батарей необходимо выполнять следующие требования техники безопасности:
Меры пожарной безопасности:
Подготовка сухой аккумуляторной батареи к эксплуатации
|
№ операции |
Наименование операции |
Место выполнения операции |
Число мест и точек обслуживания |
Оборудование и инструменты |
Технические условия и указания |
|
1 |
подготовка сухого аккумулятора к эксплуатации и подготовка электролита |
аккумуляторный цех |
1 |
электролит (серная кислота, дистиллированная вода) |
в дистиллированную воду тонкой струйкой вливают серную кислоту |
|
2 |
залить электролит в батарею |
аккумуляторный цех |
1 |
ареометр |
высота электролита не должна превышать 10-15 мм |
|
3 |
через 4 часа после заливки электролита поставить батарею на зарядку |
аккумуляторный цех |
1 |
зарядное устройство |
перед зарядкой батарею охладить до t 20-25о; заряжать не менее 5 ч. током 5А |
|
4 |
проверить напряжение после зарядки |
аккумуляторный цех |
1 |
вольтметр |
напряжение должно быть в пределах 13,8-14,5 В |
Вишневедский Ю.Г. Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт автомобилей. –М., Дашков и Ко, 2003.
Деордиев С.С. Аккумуляторы и уход за ними. - Киев, Техника, 1985.
Звонарёв А. Мотто – ревю, 2000.
Румянцев С.И., Синельников А.Ф., Штоль Ю.Л. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. – М., Машиностроение, 1989.
Семаков В. За рулём, 1999.
Скундин А.М. Багоцкий В.С. Химические источники тока. - М., Энергоиздат, 1981.
Тур Е.Я., Серебряков К.Б., Жолобов Л.А. Устройство автомобиля. – М., Машиностроение, 1990.
Электротехнический справочник. Том 2. Электротехнические изделия и устройства /под ред. профессоров МЭИ (гл. ред. И. Н. Орлов) - М., Энергоатомиздат, 1986.