Возможные неисправности аккумуляторных батарей и способы их устранения.

Пластины соединены между собой с помощью бареток (пе­ремычек) 8 в полублоки положительных и отрицательных пла­стин. Полублоки собираются в блоки так, чтобы каждая поло­жительная пластина была расположена между двумя отрица­тельными. Чтобы предотвратить замыкание разноименных пластин, их отделяют друг от друга тонкими прокладками-се­параторами 10.

Аккумуляторные батареи выпускаются в сосудах (монобло­ках), изготовленных в виде бака 12с перегородками. Материа­лом для моноблоков служит термопласт-Т, эбонит-Э или дру­гая пластмасса. На дне моноблока выполнены ребра 14, на которые опираются полублоки положительных и отрицательных пластин. В пространстве между ребрами в шламовых камерах 15 скапливается осыпающаяся с течением времени активная масса пластин, что на некоторое время предупреждает замыка­ние шламом разноименных пластин. Верхние края пластин пре­дохраняются от случайного короткого замыкания щитками 7 из винипласта.

Полюсные штыри (выводные клеммы) «Ш» бареток 8 про­пускают через свинцовые втулки 6 и приваривают к ним. Мес­та соединения крышки 1 и сосуда уплотняют асбестом и зали­вают битумной мастикой 16. Аккумуляторы соединяют между собой с помощью свинцовых перемычек 5. Полюсные штыри «Ш» отмечают метками «+» и «-». Диаметр положительного полюса 17 несколько больше диаметра отрицательного полю­са, что исключает неправильное включение батареи в цепь. Для увеличения срока службы корпуса моноблока в их стенки встав­ляют кислотоупорные хлорвиниловые вставки 13, предотвра­щающие короткое замыкание пластин соседних аккумуляторов при образовании трещин в перегородках моноблока.

Наливное отверстие закрывают пробкой 3, имеющей венти­ляционное отверстие для выхода газов. Выплескиванию и утечке электролита препятствует отражатель 2 и уплотняющее рези­новое кольцо 4.

Пробки 3 (рис. 11.4,в) в некоторых аккумуляторах не имеют вентиляционного отверстия. Оно выполнено в крышке 1 и снаб­жено отражателем 21, что облегчает доливку в аккумулятор дистиллированной воды или электролита.

Уровень электролита в аккумуляторе проверяют стеклянной трубочкой. Он должен быть на 10-15 мм выше верхнего края пластин или предохранительного щитка.

Рекомендуемую плотность электролита указывают для пол­ностью заряженных аккумуляторов при температуре электро­лита 20°С. В центральных районах и летом и зимой плотность электролита должна быть 1,27 г/см³.

Аккумуляторные батареи поступают с завода в сухозаряженном состоянии, без электролита. Приведению аккумуляторных батарей в рабочее состояние предшествует процесс приготов­ления электролита путем смешения серной кислоты и дистил­лированной воды. Пропорции смешиваемых компонентов для получения необходимой плотности электролита указывают в специальной литературе.

Марки аккумуляторных батарей расшифровываются следу­ющим образом. Например, в марке аккумуляторной батареи6СТ-90 ЭМС первая цифра означает число аккумуляторов в батарее; буквы СТ-стартерная (тип батареи); цифры 90- номи­нальная емкость батареи в ампер-часах при 20-часовом режиме разряда; буква Э-материал моноблока (эбонит); МС-материал сепараторов (микропористая пластмасса-М, со стекловолокном-С).

Рис. 11.5. Размещение нагревательного элемента в аккумуляторе:

1-выводы электронагревателя; 2-крышка аккумулятора; 3-блок электродов (пластин); 4-вставная призма; 5-электронагреватель ЭНА-100

Особенностью аккумуляторных батарей 6 СТ-190 ТРН, ус­танавливаемых на автомобилях КАМАЗ-4310, является нали­чие единого моноблока и шести электронагревательных элемен­тов аккумуляторов в батарее. Буква Н в данном случае обозна­чает, что батарея с элктроподогревом. Нагреватели предназ­начены для разогрева и поддержания температуры электроли­та в пределах, обеспечивающих работоспособность батареи в зимнее время при температуре окружающего воздуха от минус 25°С до минус 40°С.

Нагреватель представляет собой графитизированный вискоз­ный шнур во второпластовой изоляции, работающий в интер­вале температур от минус 50°С до плюс 100°С (рис.11.5). В од­ном из аккумуляторов батареи установлен термовыключатель, изолированный от электролита и срабатывающий в интервале температур 10-15°С. Термовыключатель служит для включения и выключения нагревательных элементов аккумуляторов в элек­трическую цепь от постороннего источника тока. Нагреватель­ные элементы и термовыключатель присоединены к электричес­кому соединителю. Колодка соединителя крепится к монобло­ку батареи и к ней подведены выводы нагревательных элемен­тов и термовыключателей. К вставке соединителя присоединя­ются провода от внешнего источника тока напряжением 24В и мощностью не менее 600Вт.

Особенности конструкции необслуживаемых аккумуляторных батарей. Эксплуатация аккумуляторных батарей сопряжена с рядом трудностей из-за следующих основных их недостатков.

Из-за саморазряда батарей необходим ежемесячный подзаряд их в течении 8-10 часов. Батареи хранят и заряжают в по­мещениях зарядных станций, что требует соответствующих площадей, зарядного оборудования и квалифицированного персонала.

Во время эксплуатации батарей снижается уровень электро­лита в результате разложения и испарения воды, поэтому через 10-15 дней необходимо доливать в аккумуляторы дистиллиро­ванную воду, что увеличивает объем технического обслужива­ния и требует дополнительных затрат.

Разложение воды связано с выделением атомарного кисло­рода, что приводит к ускоренной коррозии токоотводов поло­жительных электродов. Срок службы стартерных аккумулятор­ных батарей ограничивается главным образом коррозией этих токоотводов. Скорость электролиза и соответственно корро­зии возрастает при перезаряде, при повышенной температуре и старении батареи. Поэтому необходимы специальные меры для ограничения верхнего предела напряжения автомобильных ге­нераторов с учетом указанных факторов.

Выделяющиеся из батареи газы и пары электролита вызы­вают коррозию металлических деталей автомобиля, располо­женных вблизи батареи и ее полюсных выводов, а также обла­дают токсичностью.

Необходимость частых проверок и технического обслужи­вания ограничивает выбор места расположения батарей на ав­томобиле.

Сокращение же объема и нарушение периодичности техни­ческого обслуживания приводит к сокращению сроков службы аккумуляторных батарей до 30%, что недопустимо.

В настоящее время существуют три основных направления работ по созданию необслуживаемых аккумуляторных бата­рей -применение токоотводов электродов из свинцово-кальцие-во-оловянистых сплавов вместо свинцово-сурмянистых;

-применение токоотводов из модифицированных свинцово-сурмянистых сплавов с уменьшенным содержания сурьмы;

-применение токоотводов положительных электродов с ма­лым содержанием сурьмы и кадмия и отрицательных из свинцово-кальциево-оловянистых сплавов.

Необслуживаемые аккумуляторные батареи не требуют до­ливки воды для поддержания уровня электролита в процессе эксплуатации, обладают малым саморазрядом, а также боль­шим сроком службы. Кроме того, в этих батареях выполнен ряд конструктивных изменений, способствующих улучшению элек­трических и эксплуатационно-технических параметров.

Положительные (или отрицательные) электроды (пластины) помещаются в сепаратор-конверт. В результате исключена воз­можность замыкания между кромками электродов шламом или мостиками из губчатого свинца.

Блок электродов опускается на дно моноблока, а количество электролита увеличивается за счет ликвидации шламового про­странства при сохранении внешних габаритов батареи. Соот­ветственно допустимое снижение уровня электролита увеличи­вается примерно в 2,5-3 раза.

Толщина электродов не превышает 1,9мм, что позволяет увеличивать их количество и тем самым площадь рабочей по­верхности, не меняя габаритов батареи.

Токоотводы электродов, изготовленные из свинцово-калъциево-оловянистых и малосурьмянистых сплавов, обладают меньшим сопротивлением, чем токоотводы из обычного свинцово-сурмянистого сплава.

Соединения между аккумуляторами (через перегородки) моноблока укорочены, что сводит к минимуму падение напря­жения в них.

Изготовление полюсных выводов из нержавеющей стали с резьбой улучшает надежность контакта со специальным кабель­ным наконечником и практически исключает коррозию.

Отверстия малого диаметра для выхода газов, имеющиеся в пробках заливных горловин, закрываются пористой пленкой, способствующей каталитическому соединению кислорода и водорода. Образующаяся при этом вода возвращается в акку­мулятор. Этот процесс возможен только при малом газовыде­лении, свойственному безсурмянистым батареям.

В ряде типов необслуживаемых батарей нет пробок залив­ных горловин, поэтому в этом случае невозможно определить фактическую заряженность батареи по плотности электролита. Это создает некоторые сложности при эксплуатации батареи, особенно в зимнее время, так как полузаряженная батарея еще может обеспечить пуск прогретого двигателя, но может быть и разморожена во время стоянки автомобиля уже при температу­ре ниже минус 30°С. Поэтому на некоторых типах необслужи­ваемых батарей установлен индикатор заряженности. При за­ряженности выше 60% в его окне видно зеленое пятно. При бо­лее низкой заряженности пятно становится черным, что указы­вает на необходимость подзаряда.

Применение необслуживаемых аккумуляторных батарей де­лает ненужным контроль уровня электролита и доливку воды для поддержания его уровня, а также исключает необходимость периодического подзаряда батарей на автомобилях, длитель­но бездействующих (до 1,5 лет).

Возможные неисправности аккумуляторных батарей и способы их устранения.

К неисправностям аккумуляторных батарей, возникающих при их эксплуатации, следует отнести: трещины мастики и ее отслоение; трещины баков и крышек; разрушение деревянных ящиков; повреждения и износ полюсных выводов; повышенный саморазряд, отставание аккумуляторов, сульфатацию электро­дов; короткое замыкание внутри аккумуляторов; обрыв элект­рической цепи.

Для устранения трещин мастики используют электрический паяльник со специальной насадкой. Пользоваться для этой цели открытым пламенем запрещается. Глубокие трещины и отсло­ения мастики паяльником устранить невозможно. В этом слу­чае старую мастику удаляют и поверхность батареи заливают новой расплавленной мастикой.

Трещины в бачках (баках) и крышках аккумуляторов выяв­ляются по течи или просачиванию электролита из батареи. Ба­тарею или аккумулятор (в зависимости от размера трещины) при этом разбирают, неисправные детали заменяют.

Разрушение деревянных ящиков вызывается действием по­павшего на них электролита: они обугливаются и теряют свою механическую прочность. После замены деревянных деталей ящиков их окрашивают кислотоупорным лаком.

Изношенные или поврежденные полюсные выводы и пере­мычки восстанавливают их наплавкой или отливкой в специ­альных формах.

Уменьшение емкости аккумулятора при отсутствии нагруз­ки вызывается саморазрядом. Если емкость батареи снижается в сутки более чем на 2%, такая батарея подлежит ремонту. Са­моразряд можно определить по разности потенциалов в различ­ных точках поверхности батареи: один вывод вольтметра при­жимается к перемычке, а второй - к мастике. Устраняют поверхностный саморазряд нейтрализацией токопроводящей пленки раствором щелочи.

Измерить наличие внутреннего саморазряда вольтметром нельзя. О нем можно судить лишь косвенно: повышенный внут­ренний саморазряд имеет место, если отсутствует поверхност­ный саморазряд, а интенсивность саморазряда батареи превы­шает норму. Для устранения повышенного внутреннего само­разряда необходимо заменить электролит.

При проведении контрольно-тренировочного цикла неко­торые аккумуляторы разряжаются раньше остальных и снижа­ют тем самым емкость батареи. Если аккумулятор снижает ем­кость батареи больше чем на 10%, такой аккумулятор считает­ся отстающим. «Исправить» его можно дополнительным заря­дом отдельно от остальных аккумуляторов батареи.

Сульфатация электродов представляет собой образование крупных кристаллов сульфата свинца. Эти кристаллы значи­тельно повышают внутреннее сопротивление аккумулятора, снижают его емкость, труднорастворимы при заряде. Причи­ны сульфатации: длительное нахождение батареи в разряжен­ном состоянии, систематический недозаряд батареи, снижение уровня электролита ниже верхнего края электродов, примене­ние электролита более высокой плотности, чем предусмотрено Инструкцией для данной климатической зоны.

Признаки сульфатации, наблюдаемые при заряде: быстро повышается температура электролита при заряде, газовыделе­ние начинается значительно раньше, чем у исправных аккуму­ляторов, напряжение аккумуляторов вначале держится повы­шенным, а затем очень медленно возрастает и в конце заряда остается ниже нормы (около 2,4В). При контрольном заряде батарея отдает емкость значительно ниже гарантированной.

Частичная сульфатация, не вызвавшая разрывов и коробле­ния электродов, устраняется длительным (до 24 ч и более) заря­дом батареи. Если таким способом устранить сульфатацию не удается, батарею разряжают, выливают электролит, промыва­ют аккумуляторы дистилированной водой, заливают слегка подкисленную воду (плотность 1,05-1,10) и ставят батарею на заряд током силой, сниженной на половину от номинальной Заряд продолжают до тех пор, пока плотность электролита и напряжение аккумулятора не будут постоянными в течении 5-6ч. После этого плотность электролита доводят до нормы и проводят контрольный разряд. Цикл повторяется до тех пор, пока батарея не отдаст 75% гарантированной емкости.

Короткое замыкание внутри аккумулятора происходит при разрушении сепараторов и выпадении на дно бака большого ко­личества активной массы. Короткозамкнутый аккумулятор быст­ро разряжается, а электроды его сульфатируются. Устраняют ко­роткое замыкание заменой неисправных сепараторов, удалением «губки» на кромках электродов, очисткой бака от шлама.

Обрыв электрической цепи батареи обнаруживается по от­казу в работе стартера. Неисправный аккумулятор показывает без нагрузки очень малую величину э.д.с., а под нагрузкой на­пряжение отсутствует. Место обрыва электрической цепи ак­кумулятора устраняют сваркой.