Что такое плотность аккумулятора

Плотность электролита в аккумуляторной батарее

Необслуживаемые кальциевые и AGM-аккумуляторы завоевывают все большую популярность, но АКБ традиционной конструкции с возможностью обслуживания все так же можно увидеть под капотом автомобиля. Контроль уровня и состояния электролита увеличивает ресурс аккумулятора, а самое главное – страхует от проблем зимой, что «рукастому» владельцу только в плюс.

Принцип действия аккумулятора

Говоря о плотности аккумуляторного электролита, нужно начать с самого принципа работы автомобильных аккумуляторов. Во время заряда-разряда в аккумуляторе протекают около 60 реакций, как утверждают исследования еще советских времен,но основной из них является только одна: в процессе разряда оксид свинца на катоде (отрицательном электроде) и свинец на аноде (положительном электроде) «забирают» сульфат-ионы из раствора серной кислоты, превращаясь в сульфат свинца, причем на катоде дополнительно образуется вода, а при заряде сульфат свинца, напротив, «отдает» сульфат-ионы в электролит.

Таким образом, во время разряда плотность электролита падает, при полном разряде между пластинами фактически остается дистиллированная вода, а во время заряда она возрастает. Тогда почему падает плотность раствора в аккумуляторе со временем, если эти процессы зеркальны?

Причина в том, что сульфат свинца, образующийся при разряде аккумуляторной батареи, не всегда полностью расходуется в ходе заряда. Особенно это заметно на морозе и после длительного пребывания батареи в разряженном состоянии: пластины покрываются сначала белыми разводами крупнокристаллического сульфата свинца, а затем эти кристаллы постепенно осыпаются вниз и в дальнейшей реакции, проходящей при зарядке, практически не участвуют.

Поэтому сульфатация пластин аккумулятора является однозначно вредным явлением. Снижается емкость аккумулятора, прочность пластин, а из-за падения плотности электролита батарея хуже набирает заряд: чем ниже плотность раствора, тем хуже проводимость. Полностью разряженный аккумулятор практически не принимает заряд – сопротивление электролита между его пластинами слишком велико.

Однако плотность может со временем и вырастать. Так как электролит – это не чистая серная кислота, а ее водный раствор, то при зарядке АКБ протекает еще одна реакция: банальный электролиз воды, малозаметный в начале цикла, но к концу идущий по нарастающей. Поэтому старые рекомендации по заряду обслуживаемых АКБ советовали дождаться «кипения» аккумулятора – резкого роста выделения кислорода и водорода в банках. Теряя воду, со временем электролит снизит свой уровень, а плотность его неизбежно возрастет – даже с учетом постепенного связывания серной кислоты на пластинах и в осыпи вода при «кипении» теряется быстрее.

Нормальная плотность электролита

Чистая серная кислота в аккумуляторах не используется – это чрезмерно опасно, значительно возрастает скорость сульфатации пластин даже при нормальной эксплуатации. Из эксплуатационных соображений плотность электролита аккумулятора выбрана такой, чтобы обеспечить возможность уверенной работы при отрицательных температурах, достаточную удельную емкость и скорость заряда.

Зимняя и летняя плотность электролита

Однако на практике измерение плотности электролита в аккумуляторе при строго заданной температуре невозможно: зимой в гараже плотность у исправного и заряженного аккумулятора увеличится, а летом, да еще и сразу после поездки, напротив, будет ниже. Поэтому принята система поправок при измерениях в зависимости от температуры аккумулятора, которая отображена в таблице ниже.:

Ещё кое-что полезное для Вас:

Порядок измерения плотности аккумулятора

Для начала аккумулятор необходимо установить на ровную горизонтальную плоскость и очистить крышку от пыли и грязи. Лучше для этого использовать ткань, смоченную слабым раствором соды, как самой доступной щелочи: она нейтрализует возможное отпотевание электролита вокруг пробок.

Теперь проверяем уровень электролита. Проще это сделать на аккумуляторах с полупрозрачными стенками – на стенках есть риски, с помощью которых можно сразу понять, находится ли уровень в пределах допустимого. Важна не только сама высота уровня, но и равномерность по банкам: там, где уровень электролита заметно меньше, возможна неисправность (негерметичность стенок или днища, быстрое «выкипание» электролита из-за его чрезмерной изначальной плотности и так далее). Если стенки у аккумулятора непрозрачные, воспользуйтесь прозрачной трубкой, опуская ее в отверстия пробок до упора в набор пластин и затыкая после этого верхний конец пальцем: вытащив трубку, Вы увидите, насколько электролит выше пластин. Нормой считается высота уровня в 10-15 мм над пластинами.

Если в какой-то банке уровень электролита ниже нормы, доведите его до нужного, аккуратно доливая дистиллированную воду. Как мы уже писали выше, чаще всего уровень снижается из-за потери воды за счет электролиза, поэтому восполнять уровень готовым электролитом нельзя.

Перед проверкой плотности обеспечьте батарее состояние стопроцентной заряженности – подсоедините зарядное устройство до момента «кипения» или до его отключения, если используете автоматическую модель. Это нужно и для того, чтобы плотность в банке выровнялась после доливания дистиллированной воды, иначе измерение даст ошибочный результат.

Распространенный прибор для контроля плотности – это ареометр, представляющий собой прозрачную колбу с грушей для набора жидкости. Внутри этой колбы находится грузик с делениями – в набранный электролит он погрузится на высоту, зависящую от плотности аккумулятора, и риска, по которую он погрузится, и укажет на результат измерения.

Однако есть и более удобный и универсальный прибор – речь идет об оптическом рефрактометре, который способен также измерять температуру замерзания охлаждающей жидкости и «омывайки». Для измерения достаточно капнуть на нужное место из пипетки и прижать каплю прозрачным стеклом-крышкой. Посмотрев на свет через рефрактометр, вы увидите по риске плотность электролита. Это быстрее, да и точнее, чем привычный способ с ареометром.

Как повысить или понизить плотность в аккумуляторе

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе или, наоборот, понизить ее, если измерения показали, что она выходит за пределы нормы? Сразу предупредим: придется повозиться.

Для начала нужно запастись электролитом повышенной (и заранее известной!) плотности. Для удобства возьмем электролит с плотностью 1,4 г/см3 – он достаточно безопасен при работе. Далее необходимо узнать, каков объем одной банки аккумулятора, полностью слив ее в стеклянную градуированную емкость. Отнимая некоторое количество электролита и доливая заранее запасенный «крепкий» (или, наоборот, дистиллированную воду), можно соответствующим образом довести плотность до необходимой. Ориентируйтесь на следующую таблицу для объема в 1 литр:

В результате вы получите 1 литр электролита с плотностью 1,29 г/см3 – эта величина находится ровно посреди допуска.

Приведем пример: из банки слилось 0,8 литра раствора с плотностью 1,24 г/см3. Из простейшей пропорции можно вычислить, что нам нужно отлить 201 мл из этого объема и добавить 204 мл «крепкого» электролита. Почему различаются объем доливки и удаляемый объем? Любой бывалый самогонщик подскажет: раствор серной кислоты в воде, как и в случае со спиртом, меняет свой объем в зависимости от процентного соотношения компонентов, и 100 мл кислоты в смеси со 100 мл воды дадут отнюдь не 200 мл раствора.

Можно ли избежать этой возни? Естественно. Раз уж вам приходится сливать электролит из банки, то гораздо быстрее сразу залить туда свежий электролит нормальной плотности. Не помешает и промыть перед этим его дистиллированной водой: это лишний плюс для ресурса батареи.

Видео: Как правильно поднять плотность электролита в аккумуляторе

Источник

Определяем плотность электролита в аккумуляторе: норма

Чтобы понять, каково химическое состояние электролита, необходимо произвести его анализ и замерить плотность (p) вещества.

Электролитная (р) обусловливается многими причинами, поэтому необходимо умение правильно ее определять, ведь от этого определения будет зависеть и работа любого авто.

Параметр – плотность (p)

Скалярная физическая величина, которая определяется отношением массы (m) тела к его объему (V), и есть понятие (р). У электролита для аккумуляторов на основе свинца эта величина будет выражена в граммах на кубический см.

Определить (р) кислотного вещества на глаз невозможно. Чтобы точно измерить ее, понадобится специальный «агрегат».

Устройство для измерения (p)

В качестве устройства по измерению плотности электролита может выступить обыкновенный медицинский шприц V=10 куб.см, а также весы, которые работают как можно точнее.

Далее с помощью незамысловатых действий начинаем измерять:

Так мы получим точный результат (р) в 1 аккумуляторном сосуде. Далее таким же методом делается замер кислотосодержащей жидкости во всех банках.

Постоянное измерение (р) в таком режиме становится делом муторным и надоедающим. Поэтому есть другой способ измерения параметра электролита. И производится он ареометром (прибором для точного определения удельного веса жидкости и крепости раствора).

Ареометр представляет собой колбу со стеклянным поплавком внутри. Внутренняя часть поплавка утяжелена свинцовой дробью. Когда жидкость набирается в колбу, поплавок строго находится в положении вертикали.

От чего зависит плотность электролита

Кислотосодержащей жидкости в аккумуляторе свойственно меняться. Это зависит от ряда причин:

Почему нарушилась концентрация кислотной жидкости, можно определить и дома. Но вот насколько отклонилось это значение, для этого надо знать его стандартную величину.

Необходимая (p) жидкого вещества в АКБ

Плотность электролита зависит от климатических условий, в которых используется кислотная АКБ.

Плотность в зимнее время года

В зимний период времени надо обязательно поддерживать состояние SO4 в электролите. Иначе ему будет грозить замерзание при температурах ниже нулевой отметки.

(р) полного аккумулятора будет в пределах 1,27-1,28 грамм на кубический см. При таких параметрах АКБ не страшен будет мороз и в минус 70 градусов.

Поэтому всегда необходимо следить за тем, чтобы аккумулятор при низких температурах был обязательно заряжен, ведь при замерзании электролита (р) его достаточно увеличится в V.

Если не соблюдать этих простых правил и все отправить на самотек, можно потерять АКБ раз и навсегда. Внутренние пластины разрушатся, и аккумулятор станет неисправным.

Плотность в летнее время года

В результате испарения воды в летний период времени (р) дано свойство самопроизвольно повышаться.

При работе с повышенной плотностью эксплуатация АКБ значительно снизится. Кислотная жидкость может погубить сепараторы аккумулятора.

Чтобы этого не случилось, необходимо в жаркое время года электролит обязательно разбавлять дистиллированной водой. Постоянный контроль за ним поможет избежать множество отрицательных последствий.

Как проверяется (р) в АКБ

Для того чтобы постоянно измерять плотность содержимого АКБ, необходимо воспользоваться ареометром. Далее:

С помощью шкалы поплавка узнаем точную концентрацию кислотосодержащей жидкости.

Измерение величины (р) в необслуживаемой АКБ

В необслуживаемых батареях нет на верхнем корпусе изделия дырок, через которые бы возможно было измерить плотность электролита. Они были не предусмотрены производителем изначально. А значит, и измерение (р) внутри АКБ невозможно. Или?!

Все невозможное – возможно. Умелые мастера и тут нашли выход. Они с легкостью убрали преграду и улучшили работу изделия, в котором были небольшие отклонения.

При помощи обыкновенной дрели были высверлены в верхнем корпусе (крышка) батареи отверстия, и доступ внутрь для каждой банки стал открытым.

И благодаря «дуновению волшебной палочки» необслуживаемая модель стала обслуживаемой.

Далее делается специальная резьба для просверленных дыр, изготавливаются пластиковые пробки с соответствующей по диаметру отверстий резьбой. Их вставляют в отверстия, и АКБ становится обслуживаемой.

Существует и метод №2

Он не менее популярный, чем предыдущий. Здесь уже в работе понадобится сверло, с помощью которого просверливаются шесть дырочек, через которые откроется доступ к банке аккумулятора.

После замера плотности электролита корпус изделия можно восстановить с помощью герметика из силикона. Герметизировать крышку надо со всей осторожностью, нельзя допускать попадания мелких стружек на отверстиях внутрь прибора.

Для этого с помощью самодельного крючка, сделанного из проволоки, постараемся осторожно выпрямить часть продавленной пластмассы.

Помните! В результате механического повреждения изделия (просверленные дырки), аккумуляторная гарантия пропадает. Но это не самое страшное. Неправильные действия могут привести к выходу оборудования из строя. Стружки, попавшие внутрь АКБ, также значительно снизят жизнь батареи.

Как увеличить плотность электролита

Плотность электролита обычно снижается в негерметичных изделиях. Добавление дистиллированной H2O и является данной причиной. Наступает разница в концентрации банок аккумулятора.

Если (р) не получается привести к одинаковому значению во всех сосудах с помощью ЗУ, то потребуется заменить кислотную жидкость новым электролитом.

Восполним плотность электролита в следующей очередности:

Если плотность электролита не увеличится, то данную процедуру необходимо повторить по новой.

Как снизить плотность электролита

Если концентрация плотности электролита превышает отметку 1,28 г/см3, ее надо понижать, иначе это может привести к потере работоспособности аккумуляторной батареи.

Понижение (р) выполняется так же, как и повышение.

Источник

Показатель плотности электролита аккумулятора

Аккумулятор — основной элемент современной машины, оказывающий влияние на работу электрических механизмов. Его правильное функционирование необходимо для того, чтобы автомобиль двигался по дорогам без каких-либо проблем. Плотность жидкости внутри АКБ — это главный показатель ее хорошего «здоровья». Поэтому каждому водителю необходимо знать, какая должна быть плотность электролита у аккумулятора и чем её измеряют.

Источник тока автомобиля

В современном автомобиле предусмотрено два источника тока: аккумулятор и генератор. Если максимально упростить объяснение, оба работают по очереди — один даёт ток, а второй в это время отдыхает. Аккумулятор является электрохимическим источником тока. Значение таких устройств трудно переоценить, так как невозможно себе представить автомобиль без электрических подъёмников стёкол или подогрева сидений. Более того, некоторые автомобили имеют даже электрический усилитель рулевого управления.

Подсчитано, что в среднем аккумуляторная батарея за свой срок службы совершает около 5 тысяч запусков двигателя. Нужно помнить, что это величина математическая, которая не имеет ничего общего с реальностью. Производители рассчитывают один запуск мотора за секунду, поэтому если возникают проблемы с пуском двигателя, срок службы элемента падает. Как правило, аккумулятор среднего класса работает в течение 3 лет при условии, что плотность АКБ находится в норме.

Конструкционные особенности

С точки зрения конструкции аккумуляторная батарея представляет собой набор изолированных банок с электролитом и свинцовыми пластинами, соединёнными между собой внутри корпуса. Крайние банки имеют полюсные наконечники. Один из полюсных наконечников имеет положительный знак (+), а другой — отрицательный (—). Они служат для соединения аккумуляторной батареи с электрической цепью автомобиля.

Батарея обеспечивает ток в электрической цепи автомобиля, когда двигатель выключен или его обороты слишком низкие. В момент запуска двигателя, необходимый ток для питания стартера поставляется именно с аккумулятора. С того момента, когда запущен двигатель, источником тока становится генератор, который дополнительно заряжает батарею.

Методика проверки

Выделяют два простых метода определения плотности кислоты в аккумуляторе, которые не требуют от автолюбителя наличия сложного оборудования. Первый из них заключается в использовании нагрузочной вилки, то есть устройства, которое вызывает короткое замыкание и измеряет показатель произведённого тока. Если полученное значение меньше, чем 10 вольт, следует заменить аккумулятор.

При снятых пробках в батарее можно проверить состояние и плотность электролита. Его цвет характеризует состояние прибора питания. Если он прозрачный — все нормально, но когда он бурый или чёрный — аккумулятор должен быть заменён по причине выпадения активной массы вещества. Все нагрузочные испытания можно делать только при полностью заряженной батарее. Признаки указывающие на то, что она подлежит замене:

Если батарея закрыта, то есть, нет доступа к пробкам, измерение плотности невозможно. Тогда с помощью вольтметра нужно измерить напряжение и по показателю определить степень плотности электролита, сдвинув запятую на одну позицию назад. Например, измеренное напряжение 12,8 V — плотность 1,28 — аккумулятор полностью заряжен. Мероприятия, увеличивающие срок службы аккумулятора:

Плотность свинцово-кислотного раствора

Прежде чем перейти к измерению плотности, необходимо визуально оценить чистоту электролита. Во всех банках он должен быть чистым. После набора жидкости в ареометр становится видно, если она содержит посторонние включения и осадки. Это является показателем постепенного разрушения пластин. Чем темнее жидкость (серого или коричневого цвета), тем сильнее изношен аккумулятор, вплоть до того, что он становится непригодным к эксплуатации.

Если в одной из секций электролит чистый, а в других намного темнее, вероятно, произошло короткое замыкание внутри батареи. Плавающий в ареометре поплавок показывает на шкале уровень заряда аккумулятора. Показатель ниже 1,16 г/куб. см означает, что батарея разряжена. Замеры нужно проводить при температуре 25 градусов и через полчаса после эксплуатации автомобиля или зарядки специальным устройством.

Нужно знать, что свинцово-кислотный раствор плотностью 1,15 г/куб. см замерзает при температуре минус 13 градусов по Цельсию. Нельзя доливать концентрированную серную кислоту в банки батареи питания, чтобы получить нормальную плотность аккумулятора. Для увеличения срока службы банок необходимо периодически измерять в них плотность кислотного раствора и при необходимости перезаряжать батарею.

Зарядка батареи

В настоящее время большинство автомобилей имеют различные системы, которые повышают их экономичность и экологичность — например, отключение генератора во время движения. Такая процедура требует эффективной работы системы электропитания, которую проще всего проверить с помощью диагностических устройств.

В заряженном аккумуляторе величина напряжения, измеряемая на его клеммах, составляет 14 вольт. Во время измерения следует отключить освещение, кондиционирование, вентиляцию и электрический нагрев стёкол. Если величина тока отличается от требуемой, необходимо сделать измерения на клемме генератора, так как окисленные контакты или неисправность главного кабеля, соединяющего генератор с аккумулятором, могут внести погрешность.

Зима — это самый сложный в году период для источника постоянного тока. Поэтому нужно постоянно контролировать его техническое состояние, чтобы избежать неприятных сюрпризов. Современный автомобиль имеет множество потребителей тока, требующих стабильного напряжения на определённом уровне. Проверка состояния накопителя электроэнергии:

Для проверки величины размера пускового тока и ёмкости свинцово-кислотного раствора применяются специальные нагрузочные тестеры, которые имеются в каждой мастерской. Не следует их путать с дешёвыми устройствами, которые вставляются в гнездо прикуривателя. Профессиональное оборудование стоит от тысячи евро и выше.

Очень часто причиной порчи энергетического накопителя является неисправная система зарядки. Наиболее распространённые неисправности касаются генератора и регулятора напряжения зарядного устройства. Кстати, негативное влияние на зарядку оказывает плохое натяжение ремня привода вспомогательного оборудования. Поэтому в случае обнаружения износа он подлежит замене.

В ситуации, когда батарея требует подзарядки, это можно сделать самостоятельно. Зарядные устройства доступны в магазинах, а цена их начинается от нескольких долларов. Лучше купить такое ЗУ, в котором процессом зарядки управляет автоматика. Тогда будет уверенность в том, что по окончании процесса устройство автоматически отключится, не допуская перезарядки аккумулятора.

В соответствии с правилами для восстановления ёмкости аккумулятор снимают с машины. Однако на практике часто это сделать невозможно, так как в некоторых автомобилях доступ к аккумулятору затруднён. Под капотом установлен порт, к которому можно подключить зарядное устройство. Во время зарядки необходимо позаботиться о хорошей вентиляции помещения, так как во время процесса выделяется горючий газ — водород.

Выбор аккумулятора

Нужно всегда придерживаться инструкции, выданной производителем: в ней указано, сколько должна быть плотность электролита в аккумуляторе. Она разработана с учётом оптимального функционирования всех систем и соответствующей мощности генератора. Допускаются изменения параметров не более чем на 10%. Стоит приобрести микропроцессорный выпрямитель, который периодически восстанавливает источник питания.

Выбирая аккумулятор, в первую очередь необходимо учитывать его ёмкость согласно мощности мотора, а затем величину пускового тока.

Originally posted 2018-08-29 07:15:30.

Источник