Техническое обслуживание аккумуляторных батарей

1. Цель работы:

Закрепить знания по техническому обслуживанию аккумуляторных батарей (АКБ). Приобрести практические навыки по определению технического состояния АКБ и изучить методы их заряда.

2. Задание:

2.1. По плакатам и методическим указаниям повторить устройство АКБ.

2.2. Изучить устройство и принцип работы диагностических приборов, подготовить их к работе.

2.3. Проверить техническое состояние АКБ, выполнить работы по техническому обслуживанию АКБ.

2.4. Составить отчет о выполненной работе.

2.5. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

3. Оборудование, приборы, инструменты:

3.1. Пускозарядно-диагностический прибор Т-1012А.

3.2. Ареометр АСП-3 ГОСТ18481-81.

3.3. Плакаты.

3.4. АКБ 6СТ55А.

4. Общие положения:

4.1. Неисправности АКБ

В процессе эксплуатации автомобиля в АКБ могут возникнуть следующие неисправности: сульфатация пластин, ускоренный саморазряд, короткое замыкание, утечка электролита, окисление полюсных штырей.

Сульфатация пластин. В результате систематического недозаряда, длительного хранения незаряженной аккумуляторной батареи с электролитом, заряда батареи ниже допустимого предела, понижения уровня или увеличения плотности электролита на пластинах образуется белый налет из крупных кристаллов сернокислого свинца, называемый сульфатом. Сульфатированные пластины перестают участвовать в химической реакции.

Ускоренный саморазряд батареи при ее эксплуатации и хранении возникает вследствие образования в активной массе пластин местных токов. Местные токи появляются при возникновении электродвижущей силы между окислами активной массы и решеткой пластин.

Кроме того, при длительном хранении АКБ плотность электролита в нижних слоях становится больше, чем в верхних. Это приводит к появлению разности потенциалов и возникновению уравнительных токов на поверхности пластин.

Причинами ускоренного саморазряда могут быть: загрязнения поверхности батареи . применение для доливки обычной воды . попадание внутрь металлических частиц и других веществ.

Короткое замыкание. Разрушение сепаратора, выпадение активной массы, а также ее оплавление могут вызвать непосредственное соприкосновение разноименных пластин − замыкание, в результате чего прекращается работа аккумуляторов.

Признаками короткого замыкания внутри аккумулятора является «кипение» электролита и резкое падение напряжения. АКБ, имеющая хотя бы один короткозамкнутый аккумулятор, к дальнейшей эксплуатации непригодна.

Окисление полюсных штырей приводит к увеличению сопротивления во внешней цепи и даже прекращению тока.

4.2. Техническое обслуживание АКБ

При ТО-1, но не реже одного раза в 15 дней, необходимо:

– проверить надежность крепления батареи в гнезде и плотность контакта наконечников проводов с выводами батареи .

– проверить и при необходимости очистить батарею от пыли и грязи. Электролит, попавший на поверхность батареи, вытереть чистой ветошью, смоченной в растворе нашатырного спирта .

– проверить и при необходимости прочистить вентиляционные отверстия (зимой не реже одного раза в месяц) .

– проверить уровень электролита во всех аккумуляторах и при необходимости долить дистиллированную воду (зимой не реже одного раза в месяц).

При ТО-2, но не реже одного раза в три месяца летом и одного раза в месяц зимой проверить степень разреженности батареи по плотности электролита, выводы АКБ смазать смазкой Литол-24.

Батареи, разряженные летом на 50, а зимой на 25 % и более, подлежат отправке для зарядки на зарядную станцию.

Батарея считается непригодной к эксплуатации и подлежит списанию, если при контрольном разряде отдает менее 50 % номинальной емкости. Гарантийный срок хранения АКБ в сухом виде (не залитых электролитом) 5 лет. По истечении этого срока АКБ обязательно должна быть приведена в рабочее состояние. Гарантийный срок заряженных АКБ – 1,5 г. Минимальный амортизационный срок службы автомобильных АКБ равен 5 г., а для батарей, интенсивно эксплуатируемых, – 75 тыс. км пробега автомобилей. Амортизационные сроки службы батарей исчисляются с момента приведения их в рабочее состояние.

4.3. Методы заряда АКБ

4.3.1. Метод заряда током постоянной силы.

Полный заряд АКБ происходит при подключении ее к источнику тока постоянной силы с напряжением до 16,2 В. Сила тока при 20 ч заряде берется равной 1 / 20 С_р, а при 10 ч – 1 / 10 С_р (где С_р – номинальная емкость АКБ). Преимуществом заряда током постоянной силы является возможность полного заряда батареи. Чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд. Однако не стоит впадать в крайность – при совсем низком токе батарея просто не «закипит», к тому же время зарядки будет несравнимо большим. Наоборот, при очень большом токе батарея «закипит» значительно быстрее, но при этом не успеет зарядиться на все 100 %

К недостаткам данного метода относятся: необходимость стабилизации силы тока, обильное газовыделение, возможность повышения температуры. Для снижения указанных отрицательных эффектов применяют двухступенчатый режим заряда. В течение 1-й ступени производят заряд током 0,1 · С_р до достижения АКБ напряжения 14,4 В. Затем продолжают заряд током, уменьшенным в 2 раза.

4.3.2. Метод заряда при постоянном напряжении

Данным методом можно зарядить АКБ до 90-95 % номинальной емкости Недостаток метода – значительный нагрев батареи из-за большой силы тока в начале заряда.

Напряжение источника, к которому подключена АКБ, выдерживается постоянным. В зависимости от величины напряжения ток может достигать в начале процесса значительной силы, а затем по мере заряда снижается до нуля. Обычно напряжение источника равно 14,4-15 В.

Есть и неклассические способы.

4.3.3. Форсированный метод заряда

Этот метод применяют для быстрого восстановления работоспособности сильно разряженной батареи. Рекомендуемый режим заряда приведен в табл. 1.

Таблица 1

Режим заряда АКБ при форсированном методе

Сила зарядного тока, А	Время заряда, мин
0,7 · Ср
0,5 · Ср
0,3 · Ср

При повышении температуры заряд прекращают. Недостаток – сокращение срока службы аккумулятора.

4.3.4. Метод подзаряда малым током

Величина тока от 0,03 А до 0,5 А. Используется для компенсации тока саморазряда и поддержания АКБ в заряженном состоянии, также для восстановления ее емкости в тренировочном цикле.

4.3.5. Автоматический метод заряда

Современный, оптимальный метод заряда батарей, состоящий из двух этапов. На первом этапе производится заряд АКБ током постоянной силы 0,1· С_р, после того как напряжение АКБ возрастет и достигнет 14,4-14,8 В (напряжения ограничения), дальнейшая подзарядка происходит при постоянном нап­ряжении с автоматически уменьшающимся током. Этот метод исключает отрицательные эффекты, присущие вышеперечисленным способам.

Он обеспечивает автоматическое поддержание оптимальной скорости заряда, не допуская опасного для батареи перенапряжения, приводящего к обильному газовыделению и кипению электролита. При правильно выбранном напряжении величина силы тока уменьшается до значения, компенсирующего саморазряд АКБ. В этой стадии режим может длиться неограниченно долго, поддерживая постоянную готовность АКБ при ее 100-процентной степени заряженности. За счет автоматического управления всем процессом данный метод не требует какого-либо контроля.

К главной и наиболее важной для потребителя тенденции относится построение зарядных устройств (ЗУ) с двухступенчатой процедурой заряда, предусматривающей на первом этапе заряд АКБ током постоянной силы, а на втором – заряд при постоянном напряжении. Такие устройства не нуждаются в контроле над процессом. В лучших из ЗУ внедрен и третий этап – режим хранения, при котором напряжение на АКБ снижается до 13,5-13,7 В (оптимальном для длительного хранения) и автоматически устанавливается ток, компенсирующий саморазряд, что позволяет вообще не заботиться о процедуре заряда и хранения.

Необслуживаемые батареи следует заряжать только от ЗУ, имеющих ограничение (стабилизацию) зарядного напряжения 14,5-14,8 В.

Современные ЗУ «Сонар», «Кулон» и им подобные обеспечивают двух-трех-ступенчатый цикл заряда АКБ. В начале зарядки устанавливается ток около 5 А, который будет автоматически снижаться по мере зарядки аккумуляторной батареи, исключая «кипение» электролита (режим поддержания постоянного тока). При полной зарядке аккумуляторной батареи устройство переключается в режим поддержания постоянного напряжения. В этом случае зарядный ток установится равным току собственных потерь аккумуляторной батареи. В этом режиме аккумуляторная батарея может храниться сколь угодно долго, ее можно оставить включенной на зарядку и не беспокоиться о том, что она перезарядится, даже если вы о ней забыли. Конечно, при условии, что ЗУ исправно, иначе и до пожара недалеко.

Наиболее же оптимальным способом зарядки батареи, и это подтверждают результаты проводимых испытаний, является ее заряд от бортовой сети автомобиля (естественно, при условии исправности последней). При данном способе, во-первых, невозможен перезаряд, а во-вторых, происходит постоянное перемешивание электролита и наиболее полное его проникновение во внутренние слои активной массы.

5. Правила техники безопасности

5.1. Выполнение работ, связанных с эксплуатацией и обслуживанием АКБ, разрешается только в присутствии преподавателя или учебного мастера.

5.2. Заряжать АКБ можно только в хорошо проветриваемом помещении или при постоянном доступе воздуха.

5.3. Работать с электролитом можно только в резиновых перчатках и защитных очках, поверхность кожи должна быть максимально закрыта одеждой.

5.4. Нельзя вливать дистиллированную воду в серную кислоту, только кислоту в воду, потому что вода легче кислоты, попадая на ее поверхность, она закипает и разбрызгивает ядовитую жидкость вокруг. Кислота, попадая в воду, сразу тонет и не может разбрызгиваться.

5.5. Соблюдать полярность, номиналы напряжения при подключении выводов зарядного устройства и АКБ.

5.6. Не подключать прибор Т-1012А к бортовой сети автомобиля в режимах «Заряд» и «Пуск».

5.7. Нельзя курить, зажигать что-либо, использовать неисправные электроприборы, которые могут дать искру, при зарядке аккумулятора.

5.8. Перед зарядкой АКБ необходимо выпустить скопившиеся газы, почистить газоотвод. Даже при полной зарядке аккумулятора, когда Вы его устанавливаете, нужно подождать, пока улетучатся все газы.

5.9. Запрещается ставить металлические предметы на поверхность аккумуляторной батареи.

5.10. При перемещении или каких-либо манипуляциях с АКБ использовать только специальные подъемные сооружения. Избегать наклона батареи.

6. Назначение, устройство и принцип работы оборудования

6.1. Пускозарядно-диагностический прибор Т-1012А

Пускозарядно-диагностический прибор Т-1012А предназначен для:

– зарядки АКБ с номинальным напряжением 12 В .

– зарядки АКБ в автоматическом режиме реверсивным током со стабилизацией по напряжению .

– зарядки АКБ в автоматическом режиме направленным током со стабилизацией по напряжению .

– поддержания работоспособности батареи при их хранении .

– запуска двигателя при слабом заряде АКБ .

– контроля уровня заряда АКБ .

– проверки работоспособности генератора, реле регулятора.

6.1.1. Подготовка прибора Т-1012А к работе:

– установить прибор в устойчивое горизонтальное положение .

– полностью снять провода с зажимами 4 и шнур сетевой 5 с кронштейнов крепления кабеля 3 .

– подключить провод с зажимом 4 красный «+» к клемме «+» АКБ, а черный «–» к клемме «–» .

– в индикационном окне 2 свечение индикаторов 6, 7, 7.1 или их последовательное мигание сигнализирует о правильном подключении прибора .

– при отсутствии индикации – неправильно произведено подключение (переполюсовка) или напряжение на клеммах АКБ ниже 8 В .

– после правильной подготовки прибора можно приступать к рабочим режимам.

6.1.2. Рабочие режимы

6.1.2.1. Проверка уровня заряда АКБ (ТЕСТ):

– выполнить п. 6.1.1 .

– установить переключатель 13 «Режим заряда» в положение «Р» .

– загорится индикатор режима заряда 11 .

– через 3-4 мин (в приборе установлена разрядная нагрузка) снять показания .

– свечение одного из индикаторов 6 соответствует напряжению и степени заряда аккумуляторной батареи. При падении напряжения на клеммах АКБ от 12 до 8 В (что соответствует сильному разряду или неисправности АКБ) появится последовательное мигание индикаторов 6, 7, 7.1 .

– выполнить п. 6.1.3.

Рис. 1. Общий вид прибора Т-1012А:

1 – корпус .

2 – индикационное окно .

3 – кронштейны для укладки проводов .

4 – провода с зажимами: красный «+», черный «–» .

5 – шнур сетевой 220 В .

6 – индикаторы степени заряда АКБ .

7, 7.1 – индикаторы работоспособности генератора, реле-регулятора .

8 – индикатор зарядки АКБ . 9 – индикатор «конец зарядки – режим хранение» .

10 – индикатор 220 В .

11 – индикатор режима заряда (реверсивный) – Р .

12 – индикатор режима заряда (стандартный) – С .

13 – переключатель режима заряда

6.1.2.2. Зарядка АКБ:

– выполнить п. 6.1.1 .

– установить переключатель 13 в положение выбранного режима заряда (реверсивный или стандартный) .

– загорится индикатор режима заряда 11, 12 соответственно .

– подсоединить шнур сетевой 5 к сети 220 В .

– загорится индикатор 10 «Сеть» .

– одиночное свечение индикатора 8 соответствует началу зарядки батареи (режиму «Реанимация АКБ») .

– последовательное включение индикаторов 6, 7, 7.1 соответствует режиму «Активная зарядка АКБ». В случае отсутствия последовательного включения индикаторов 6, 7, 7.1 в течение 3-4 ч с начала зарядки необходимо проверить АКБ на пригодность .

– ток зарядки выбирается автоматически .

– по завершении зарядки и перехода прибора в режиме «Хранение» загорится индикатор 9 «Конец зарядки – Режим хранения». Индикаторы 6, 7, 7.1, 8 погаснут. Рекомендуется оставить прибор подключенным для реанимации засульфатированных пластин АКБ на 5-6 ч .

– выполнить п. 6.1.3.

6.1.2.3. Режим «Пуск»:

– выполнить п. 6.1.1 .

– установить переключатель 13 «Режим заряда» в положение «С» .

– произвести запуск двигателя .

– выполнить п. 6.1.3.

6.1.2.4. Проверка генератора, реле-регулятора:

– выполнить п. 6.1.1 .

– установить переключатель 13 «Режим заряда» в положение «Р» .

– включить фары «Дальний свет» .

– одновременное загорание индикаторов 7, 7.1 сигнализирует нормальную работу генератора и реле регулятора. Одиночный 7 – напряжение низкое (проверить генератор), 7.1 – высокий уровень зарядки (проверить реле-регулятор) .

– выполнить п. 6.1.3.

6.1.3. Порядок завершения работ:

– отсоединить шнур сетевой 5 от сети 220 В .

– отключить провода с зажимами 4 от АКБ .

– уложить соединительные провода 4, 5 на штатное место 3.

6.2. Ареометр АСП-3 ГОСТ18481-81

Ареометр – прибор для измерения плотности электролита в кислотных и щелочных АКБ в диапазоне от 1100 кг/м³ до 1300 кг/м³.

Ареометр представляет собой поплавок, в верхней части которого помещена бумажная шкала, проградуированная в единицах плотности кг/м³. Устройство для отбора жидкости служит для отбора электролита из аккумулятора или тосола из системы охлаждения двигателя.

Перед началом работы необходимо собрать устройство для отбора жидкости, как показано на рис. 2. С помощью баллона через наконечник пробки в пипетку всасывается электролит или тосол в таком количестве, чтобы ареометр свободно плавал в вертикальном положении. Линия соприкосновения жидкости со стержнем ареометра соответствует плотности электролита. Измерения производить при температуре (20 ± 2) °С.

Уровень электролита проверяют через заливные отверстия с помощью стеклянной трубки с внутренним диаметром 5 мм. Трубку следует опустить в аккумулятор до упора в предохранительный щиток, затем плотно закрыть пальцем или грушей ее наружное отверстие и вынуть. Столбик электролита в трубке покажет его уровень в аккумуляторе.

 

Рис. 2. Прибор для измерения плотности электролита в кислотных и щелочных АКБ

В батареях с индикатором электролит должен быть на одном уровне с ним или чуть выше. В батареях без индикатора (тубуса) уровень электролита должен быть на 10 мм выше предохранительного щитка или верхнего края сепараторов.

В необслуживаемых АКБ уровень электролита должен находиться между метками «MIN» и «MAX», нанесенными на полупрозрачный корпус батареи.

В случае понижения уровня электролита из-за испарения воды следует добавить в батарею дистиллированную воду.

7. Порядок и последовательность выполнения работы

Выполнить диагностику и техническое обслуживание АКБ:

– очистить от пыли, грязи и электролита. Электролит на поверхности АКБ нейтрализовать 5 %-м раствором нашатырного спирта и кальцинированной соды. Прочистить вентиляционные отверстия в пробках или крышках .

– проверить уровень электролита .

– проверить степень заряженности АКБ при помощи прибора Т-1012А .

– проверить плотность электролита .

– измерить с помощью термометра температуру электролита. Если измерения проводятся при температуре, отличающейся от 20 °С, то к результатам измерений необходимо прибавить или вычесть следующие поправки (табл. 2). По плотности электролита судят о степени заряженности АКБ, учитывая, что снижение плотности на 10 кг/м³ соответствует разряду АКБ на 6 % (табл. 3) .

– сравнить полученные значения по степени заряженности АКБ .

– проверить работоспособность генератора и реле напряжения при помощи прибора Т-1012А .

– выбрать метод зарядки АКБ.

Таблица 2

Величина температурной поправки при замере плотности электролита

Температура электролита, °С
Поправка к показаниям	–14	–7		+7	+14

Таблица 3

Плотность электролита в зависимости от степени зарядки и климатических условий

Степень заряженности АКБ, %	Климатические зоны со средней температурой в январе, °С
Очень холодная от –50 до –30	Холодная от –30 до –15	Умеренная от –15 до –4	Жаркая от –4 до +10

8. Указания к оформлению отчета

8.1. В отчете отразить: название лабораторной работы, цель, задание, использованное оборудование.

8.2. Кратко описать устройство и принцип работы приборов Т-1012А и АСП-3.

8.3. Выполнить все операции, предусмотренные разделом 7. Сделать выводы о техническом состоянии испытуемой АКБ.

Записать значения:

– уровня электролита .

– плотности электролита .

– температуры электролита и температурной поправки .

– степени разряженности по плотности и по прибору Т-1012А .

– диагностики генератора и реле напряжения.

8.4. Провести анализ результатов замеров и наблюдений и представить в отчете заключение по п. 7.

8.5. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

9. Контрольные вопросы

9.1. Какие неисправности бывают у АКБ?

9.2. В чем заключается диагностика АКБ?

9.3. В чем заключается ТО-1 АКБ?

9.4. Какие методы зарядки АКБ бывают? Их достоинства и недостатки?

9.5. Как проверить уровень заряда АКБ при помощи прибора Т-1012А?

9.6. В чем заключается ТО-2 АКБ?

9.7. Как замерить плотность электролита?

9.8. В чем заключается СО АКБ?

9.9. Как замерить уровень электролита? Почему он изменяется?

9.10. Какие диагностические работы можно выполнить при помощи прибора Т-1012А?