Приведение новых аккумуляторных батарей в рабочее состояние

На автомобиле могут быть установлены аккумуляторные батареи, залитые электролитом и готовые к использованию. По особому требованию заказчика могут быть установлены сухозаряженные аккумуляторные батареи (не залитые электролитом), которые способны сохранять первоначально сообщенный им заряд в течение 1 года с момента изготовления.

Для приведения сухозаряженных батарей в рабочее состояние необходимо: приготовить электролит требуемой плотности, подготовить аккумуляторную батарею к заливке электролитом, залить электролит в аккумуляторы, пропитать им электроды и сепараторы, при необходимости зарядить батарею.

Плотность электролита при приведении АКБ в рабочее состояние определяется в зависимости от климатических условий местности её эксплуатации (таблица 14.1). В общем случае плотность заливаемого электролита в сухозаряженные батареи меньше плотности электролита полностью заряженной батареи на 0,02 г/см³.

Для приготовления электролита следует применять только аккумуляторную серную кислоту или её раствор плотностью 1,40 г/см³ и дистиллированную воду. Вливать можно только кислоту в воду небольшой струйкой при непрерывном перемешивании стеклянной палочкой, так как реакция сопровождается большим выделением теплоты. Сосуд для приготовления электролита может быть фарфоровым, эбонитовым или из кислотостойкой пластмассы.

Плотность электролита измеряют аккумуляторным ареометром. Для районов с умеренным климатом допускается заливать батареи электролитом с температурой не ниже 15°С и не выше 25°С, в жарких и теплых влажных зонах – не выше 35°С.

Перед заливкой электролита в аккумуляторную батарею необходимо: очистить батарею от пыли, а болты полюсных выводов – от смазочного материала; вывернуть пробки и срезать выступы на них; прочистить вентиляционные отверстия в пробках.

Для заливки электролита следует применять фарфоровую, полиэтиленовую или эбонитовую кружку и воронку. Заливать следует тонкой струей до тех пор, пока поверхность электролита не коснется нижнего края тубуса заливного отверстия.

Таблица 14.1- Плотность электролита в соответствии с климатическим районом

После заливки электролитом не ранее чем через 20 мин и не позже чем через 2 ч производят контроль плотности электролита. Если плотность электролита понизится не более чем на 0,03 г/см³ против плотности заливаемого электролита, то батареи могут быть сданы в эксплуатацию. При большем понижении плотности батареи следует зарядить.

При необходимости срочного ввода батарей в эксплуатацию допускается ускоренное приведение сухозаряженных батарей в рабочее состояние.

Для ускоренного приведения в рабочее состояние пригодны только батареи в сухозаряженном исполнении, срок хранения которых с момента изготовления не превышает одного года. Перед таким приведением обязательно проверяется герметизация и состояние батарей (затяжка пробок, отсутствие трещин, наличие герметизирующих деталей). Батареи с нарушенной герметизацией ускоренному приведению в рабочее состояние не допускаются.

Плотность заливаемого электролита, приведенная к 25°С, должна быть (1,28±0,01) г/см³. Батареи, хранившиеся при температуре окружающего воздуха выше 0°С или имеющие на момент приведения температуру выше 0°С, сдаются в эксплуатацию после 20-минутной пропитки без проверки конечной плотности электролита. Батареи, хранившиеся при отрицательных температурах (до минус 30°С), должны заливаться горячим электролитом с температурой (40 ± 2)°С, продолжительность пропитки 1 ч.

При первой возможности батареи, приведенные в рабочее состояние ускоренным способом, должны быть полностью заряжены, а плотность и уровень электролита откорректированы.

Заряд аккумуляторных батарей

Аккумуляторные батареи заряжают постоянным (выпрямленным) током на зарядных станциях, размещенных в специально оборудованных помещениях.

Аккумуляторные батареи заряжают при приведении их в рабочее состояние, при проведении контрольно-тренировочного цикла (КТЦ), а также периодически в процессе эксплуатации и при разрядах их ниже допустимых пределов. Процесс заряда дает возможность контролировать и улучшать техническое состояние как отдельных аккумуляторов, так и батарей в целом.

Аккумуляторные батареи, поступающие на зарядную станцию, предварительно очищаются от пыли и грязи, а их полюсные выводы – от окислов.

Подготовка к заряду на зарядной станции проводится в следующей последовательности:

наружным осмотром определяется состояние моноблока, крышки аккумуляторной батареи и полюсных выводов;

измеряется плотность электролита во всех аккумуляторах каждой батареи. В аккумуляторах, где уровень недостаточен для набора электролита в ареометр, плотность электролита определяется после доливки дистиллированной воды в процессе заряда батарей после перемешивания электролита;

проверяется уровень электролита в каждом аккумуляторе и доводится до эксплуатационной нормы доливкой дистиллированной воды (но не электролита!).

На зарядных станциях аккумуляторные батареи, приводимые в рабочее состояние, а также снятые с машин, заряжаются, как правило, при постоянной величине зарядного тока.

При данном способе величина зарядного тока в течение всего времени заряда поддерживается неизменной. Это достигается изменением сопротивления реостата, включенного последовательно с батареей, изменением напряжения источника тока или применением автоматических регуляторов тока.

В качестве источников тока используются генераторы постоянного тока, преобразователи или выпрямительные устройства. Для достижения 100% заряда аккумуляторной батареи требуется обеспечение напряжения зарядного устройства не менее 2,7 В на каждый заряжаемый аккумулятор.

Положительный полюсной вывод батареи подсоединяют к положительному полюсу источника зарядного тока, а отрицательный – к отрицательному.

Величина зарядного тока устанавливается равной 10% от номинальной емкости батареи, т. е. 19 А для батареи типа 6СТ-190 (6 А для батарей типа 6СТ-60ЭМС).

Во время заряда плотность электролита и напряжение в аккумуляторах постепенно повышаются и только к концу заряда принимают постоянные значения. Напряжение на аккумуляторах медленно возрастает до 2,4 В, при котором начинается разложение воды и заметное на глаз газовыделение. Газ выделяется на поверхности электролита в виде пузырьков. Напряжение аккумуляторов к концу заряда достигает величины 2,6- 2,7 В, после чего более не возрастает. Газовыделение становится при этом обильным, создающим впечатление «кипения».

Температура электролита во время заряда батарей возрастает, поэтому необходимо контролировать ее величину, особенно к концу заряда. Температура электролита при заряде не должна превышать 45°С. В случае если температура окажется выше 45°С, следует уменьшить наполовину зарядный ток или прервать заряд на время, необходимое для остывания электролита до 30- 35°С.

Измерение напряжения аккумуляторов, плотности и температуры электролита в процессе заряда следует проводить в начале заряда – через каждые 2- 3 ч, а в конце заряда – через каждый час.

Окончание заряд батарей определяется моментом, когда напряжение на аккумуляторах и плотность электролита не будут постоянными в течение 1 ч при обильном газовыделении во всех аккумуляторах батареи.

Если к концу заряда будут обнаружены отстающие аккумуляторы, плотность электролита и напряжение которых ниже, чем у других аккумуляторов, то во избежание ненужного перезаряда всей батареи, а также излишней траты электроэнергии следует заряжать их отдельно. Для этого к перемычкам отстающего аккумулятора с помощью зажимов необходимо присоединить провода от зарядного агрегата, выставить номинальный зарядный ток и продолжить заряд. Заряд продолжается до появления всех признаков его окончания. После этого доводят плотность электролита в отстающем аккумуляторе до необходимой величины.

В конце заряда плотность электролита, приведенная к 25°С, должна быть в пределах нормы, указанной в таблице 14.1. Если конечная плотность электролита отличается от нормы или разность плотностей в аккумуляторах одной батареи составляет более 0,01 г/см³, необходимо произвести корректировку плотности электролита доливкой дистиллированной воды в случаях, когда плотность выше нормы, или доливкой раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см³, когда она ниже нормы. Перед доливкой часть электролита из аккумулятора отбирают с помощью груши. Доводку плотности нужно проводить только в конце заряда, когда плотность электролита больше не возрастает, а за счет «кипения» обеспечивается быстрое и полное перемешивание.

Корректировка плотности электролита улучшает работоспособность батареи и дает возможность правильно определить степень заряженности батареи в эксплуатации по плотности электролита. Корректировку необходимо проводить особо тщательно. Если за один прием довести плотность электролита до нормы не удается, корректировку следует повторить.

Операции по корректировке плотности рекомендуется проводить в такой последовательности:

- в конце заряда измерить и записать температуру электролита;

- измерить поочередно плотность электролита в каждом аккумуляторе, определить температурную поправку и произвести корректировку измеренной плотности;

- не прекращая заряда батареи, из аккумуляторов отобрать часть электролита и долить в них дистиллированную воду или раствор кислоты плотностью 1,40 г/см³;

- продолжить заряд батареи в течение 20-30 мин, после чего снова измерить плотность электролита в аккумуляторах, где проводилась корректировка, и, если плотность электролита, приведенная к температуре 25°С, будет отличаться от нормы, корректировку повторить.

Эксплуатационный уровень электролита над верхней кромкой электродов устанавливается после окончания корректировки плотности и выключения батарей с заряда. Время выдержки батарей в бездействии до установки уровня должно быть 30 мин. При уровне электролита ниже нормы в аккумулятор нужно добавить электролит такой же плотности, при уровне электролита выше нормы избыток электролита отобрать с помощью груши.

Правила пользования

При эксплуатации батарей нельзя допускать механических ударов и вибраций, так как корпус и активная масса батареи имеют невысокую механическую прочность. Из-за большой массы батареи необходима особая осторожность при ее переноске, снятии и установке на машину. Перед снятием батарей и перед установкой их на машину выключатель батарей необходимо выключать. Подготавливать двигатель к пуску и пользоваться стартером необходимо в строгом соответствии с инструкцией по эксплуатации машины.

Техническое обслуживание аккумуляторных батарей

Для проверки технического состояния аккумуляторных батарей применяют термометр, стеклянные трубочки, ареометр и пробник аккумуляторный.

Ареометр служит для измерения плотности электролита. За расчетную принимают плотность электролита при температуре 25°С. При отклонении температуры от указанной необходимо к показаниям ареометра прибавлять 0,01 г/см³ на каждые 15°С при температуре выше 30°С или вычитать 0,01 г/см³ на каждые 15°С при температуре ниже 20°С.

Аккумуляторные пробники служат для измерения ЭДС и напряжения аккумуляторов и батарей.

Не реже одного раза в две недели очищают поверхность батареи, проверяют ее крепление, состояние, чистоту вентиляционных отверстий и выводов, измеряют уровень электролита в каждом аккумуляторе, нейтрализуют поверхность батареи 10 %-ным раствором кальцинированной соды или нашатырного спирта. Поскольку при эксплуатации испаряется, в основном, вода, для доведения уровня электролита до нормы необходимо доливать дистиллированную воду. Отсутствие электролита дает основание предполагать наличие трещин в баке.

Не реже 1 раза в месяц зимой и 1 раза в 3 месяца летом кроме указанных работ, проверяют плотность электролита (ареометром), приведенную к 25°С, и определяют степень разряженности батареи (уменьшение плотности электролита от требуемой (таблица 14.1) на 0,01 г/см³ соответствует 6% разряда батареи). Батарея считается пригодной к эксплуатации, если разряженность ее составляет не более 50% летом и 25% зимой. При достижении критических значений разряженности производят полный заряд батареи на зарядной станции.

С той же периодичностью необходимо проводить контроль зарядного режима на автомобиле, т. е. напряжения в бортовой сети автомобиля.

Один раз в год необходимо проводить контрольно-тренировочный цикл с целью определения емкости батареи, исправления отстающих аккумуляторов и устранения частичной сульфатации электродов.

Контрольно-тренировочный цикл включает в себя:

- предварительный полный заряд;

- контрольный разряд;

- окончательный полный заряд.

Предварительный полный заряд проводится зарядным током равным 10% от номинальной емкости батареи, с соблюдением всех правил заряда.

Перед началом контрольного разряда температура электролита должна быть 20- 30°С. Для разряда батарею подключить к нагрузке и установить ток силой, определяемой инструкцией или руководствами. Постоянство разрядного тока должно соблюдаться в течение всего разряда, который должен заканчиваться в момент снижения напряжения до 10,2 В на полюсных выводах батареи с общей крышкой или 2,7 В на одном из аккумуляторов.

Замер напряжения на аккумуляторах и температуры электролита производится при включении на разряд, затем через каждые 2 ч. При снижении напряжения до 11,1 В (1,85 В на аккумуляторе) замеры напряжения надо проводить через каждые 15 мин, а при снижении напряжения до 10,5 В (1,75 В) напряжение контролируется непрерывно, чтобы определить конец разряда.

При контрольном разряде необходимо записать время включения батареи на разряд и начальную температуру электролита, а также время окончания разряда и конечную температуру электролита.

Определение емкости, отдаваемой аккумуляторной батареей производится по специальным таблицам Руководства по свинцовым стартерным аккумуляторным батареям 1983 года.

Фактическая емкость, отдаваемая при контрольном разряде, может быть как меньше, так и больше номинальной. Если при контрольном разряде батарея отдала меньше 75% номинальной емкости, то ставить ее на длительное хранение не рекомендуется, она должна быть сдана в эксплуатацию.

Между окончанием контрольного разряда и началом последующего заряда допускается разрыв по времени не более 12 ч.

Окончательный полный заряд батареи производится зарядным током равным 10% от номинальной емкости батареи, с соблюдением всех правил заряда и с доводкой плотности электролита в конце заряда.

Возможные неисправности аккумуляторных батарей, способы их обнаружения и устранения

Во время эксплуатации и хранения аккумуляторных батарей могут возникать следующие неисправности:

- сульфатация электродов;

- повышенный саморазряд;

- отстающие аккумуляторы;

- короткое замыкание внутри аккумуляторов;

- нарушение электрической цепи аккумуляторной батареи;

- трещины моноблока.

Сульфатация электродов. Под термином «Сульфатация электродов» в значении неисправности аккумуляторной батареи понимают такое состояние электродов, когда они не заряжаются при пропускании нормального зарядного тока в течение установленного промежутка времени.

Сульфатация электродов возникает в результате несоблюдения правил обслуживания батарей при их эксплуатации и хранении и характеризуется следующими признаками:

- при заряде быстро повышается температура электролита (из-за высокого внутреннего сопротивления сульфатированных электродов);

- плотность электролита при заряде почти не повышается или повышается очень медленно;

- газовыделение начинается значительно раньше, чем у исправных аккумуляторов (нередко оно начинается при включении батареи на заряд);

- напряжение аккумуляторов в начале заряда имеет более высокое значение, чем у исправных аккумуляторов, затем медленно возрастает и в конце заряда остается ниже нормы (2,4 В против 2,7 В у исправных аккумуляторов);

- при контрольном разряде батарея отдает емкость значительно меньше номинальной.

Причины сульфатации:

- применение загрязненного примесями электролита;

- длительное нахождение батарей в разряженном состоянии и систематический их недозаряд;

- снижение уровня электролита в аккумуляторах (ниже верхней кромки электродов);

- эксплуатация аккумуляторных батарей при недопустимо высокой температуре и плотности электролита.

Исправление сильно сульфатированных электродов аккумулятора невозможно.

Частичную сульфатацию, не вызвавшую разрывов и коробления электродов, можно устранить путем длительного (до 24 ч и более) заряда батареи. Заряд необходимо вести до тех пор, пока плотность электролита и напряжение не будут постоянными в течение 5- 6 ч. Сила зарядного тока выставляется из расчета 5% от емкости аккумуляторной батареи. Если путем длительного заряда сульфатацию устранить не удается, следует разрядить аккумуляторную батарею током 10-часового режима, вылить электролит, промыть аккумуляторы дистиллированной водой и проверить, нет ли короткого замыкания. Затем следует залить в аккумуляторы слегка подкисленную дистиллированную воду (плотностью 1,05- 1,1 г/см³) и через час после заливки поставить на заряд током величиной 5% от емкости аккумуляторной батареи. Заряд производят до тех пор, пока плотность и напряжение не будут постоянными в течение 5-6 ч, после чего необходимо довести плотность до нормальной и провести контрольный разряд. Практически оказывается необходимым провести еще не менее одного – двух контрольно-тренировочных циклов, чтобы сульфатированная батарея отдала 75 % гарантированной емкости.

Повышенный саморазряд. Аккумуляторная батарея, отключенная от разрядной цепи, самопроизвольно разряжается и теряет емкость. Такой разряд аккумуляторной батареи называется саморазрядом. Саморазряд бывает нормальным и повышенным. Нормальный саморазряд для свинцовой стартерной аккумуляторной батареи – явление неизбежное.

Саморазряд считается повышенным, если после 14-суточного бездействия батареи при температуре окружающей среды (20±5)°С плотность электролита уменьшилась более чем на 0,02 г/см³.

Повышенный саморазряд вызывается следующими основными причинами:

- наличием на поверхности батарей загрязнений, проводящих электрический ток (например, электролита, пролитого при небрежной заливке батарей, при установке батарей в машину или попавшего во время их заряда при бурном газовыделении);

- применением дистиллированной воды или электролита, содержащих вредные примеси;

- хранением аккумуляторных батарей при повышенных температурах окружающего воздуха;

- повышенным износом электродов в процессе эксплуатации аккумуляторных батарей.

Повышенный саморазряд обнаруживается по быстрому уменьшению плотности электролита при хранении батарей, а также по утечке тока, определяемой вольтметром со щупом. Определяют утечку, используя пробник аккумуляторный Э107. Для этого необходимо отключить нагрузку (контактная гайка присоединения резисторов должна быть отпущена), контактную ножку пробника прижать к выводу батареи, а гибким проводником прикоснуться к поверхности моноблока. Отклонение стрелки вольтметра показывает утечку тока, вызывающую повышенный саморазряд батареи.

Для предупреждения и устранения повышенного саморазряда необходимо применять для приготовления электролита только аккумуляторную кислоту, отвечающую требованиям стандарта, и дистиллированную воду; своевременно проводить обслуживание батарей при эксплуатации и хранении, содержать поверхность батарей чистой и сухой; своевременно устранять трещины в мастике.

Отстающие аккумуляторы. Состояние отдельных аккумуляторов батареи должно быть практически одинаковым. Если в батарее хотя бы один аккумулятор будет разряжаться раньше остальных, то работоспособность батареи определяется именно этим отстающим аккумулятором.

Отстающие аккумуляторы определяют при заряде на зарядной станции, а также при контрольном разряде во время контрольно - тренировочного цикла.

Характерными признаками отстающего аккумулятора являются: плотность электролита при заряде повышается значительно медленнее, чем в других аккумуляторах, и не достигает необходимого значения; напряжение в конце заряда ниже, а температура электролита выше, чем в остальных исправных аккумуляторах.

Отстающие аккумуляторы следует дозаряжать отдельно после окончания заряда остальных исправных аккумуляторов батареи. Для этого к перемычкам отстающих аккумуляторов с помощью зажимов присоединяют провода от зарядного источника через дополнительный реостат.

Заряд производится в течение 3- 4 ч тем же током и по тем же правилам, что и заряд батареи. Затем следует провести контрольный разряд всей батареи током 10-часового разрядного режима. Если в конце разряда разница между напряжением отстающего аккумулятора и другими будет менее 0,2 В, то такую батарею после нормального заряда можно сдать в эксплуатацию.

Короткое замыкание внутри аккумулятора. Внутренние короткие замыкания в аккумуляторах происходят между разноименными электродами за счет заполнения наиболее крупных по диаметру пор сепараторов разбухшей активной массой до образований сквозных мостиков через сепараторы (так называемое «прорастание»). Мостики образуются вследствие продавливания сепараторов разбухшей активной массой и образования трещин в сепараторах.

Характерными признаками короткозамкнутого аккумулятора являются: отсутствие или очень малая величина ЭДС; непрерывное уменьшение плотности электролита, быстрая потеря емкости после полного заряда. Плотность электролита, а также напряжение на аккумуляторе в процессе заряда не повышаются, а после выключения зарядного тока напряжение быстро падает. При заряде в короткозамкнутом аккумуляторе быстро повышается температура.

Данная неисправность устраняется в процессе ремонта батареи.

Нарушение электрической цепи аккумуляторной батареи. Нарушение электрической цепи батареи обнаруживается по отказу в работе стартера при исправной цепи батарея – стартер, по низкому уровню напряжения. Оно может быть вызвано нарушением сварного соединения между аккумуляторами, расплавлением или обломом борна, а также обрывом полублока положительных электродов в результате коррозии токоотводов.

Признаком нарушения контакта в местах сварки токоведущих частей является нагревание места спайки при больших разрядных токах, потрескивание и дымление.

Признаком обрыва электрической цепи внутри аккумулятора является малая величина ЭДС без нагрузки и низкое напряжение под нагрузкой.

Трещины моноблока. Трещины моноблока, внутренних перегородок моноблока и крышки батареи вызываются механическими повреждениями, ударами, вибрацией. Появление трещин может произойти также из-за плохого крепления батарей на машинах. Обнаруживаются при внешнем осмотре батарей, а также по быстрому снижению уровня электролита вследствие подтекания его через трещины.

Трещины во внутренних перегородках моноблока вызывают постепенный разряд смежных аккумуляторов батареи. Первым признаком такого повреждения обычно является неспособность батареи держать заряд и различие в степени заряженности отдельных аккумуляторов.

Незначительные трещины моноблока и крышки можно устранить заклейкой эпоксидными композициями или заваркой.