Техническое обслуживание и ремонт аккумуляторных батарей

Диагностирование может осуществляться мотор-тестерами в режиме «проверка электропитания». Для этого включают потребители тока (птф, ближний свет, отопитель на полную мощность.), чтобы разрядный ток составлял 5…8 А в течение 20…30 с. При этом примерная зависимость между значением напряжения АКБ и степенью ее разряженности соответствует данным, приведенным в табл. 1.

Проверка заключается в определении:

- уровня и плотности электролита,

-напряжения на каждом элементе батареи (если возможно)

Визуально устанавливают степень загрязнения аккумулятора: состояние и окисление клемм, наличие трещин.

Уровень электролита измеряют мерной стеклянной трубкой диаметром 3…5 мм с двумя отметками на уровне 10 и 15 мм (рис. 1).

Нормальным следует считать уровень электролита, находящийся между отметками на трубке. При отсутствии стеклянной трубки можно использовать чистую эбонитовую или деревянную палочку. В современных АКБ, имеющих прозрачный корпус, уровень электролита можно определять визуально.

Плотность электролита проверяют с помощью специальных приборов. Они бывают двух видов: с непрерывной шкалой (от 1,10 до 1,30 г/см3) — денсиметр (рис. 2, а) и с отдельными пластинами для измерения определенной плотности — плотномер (рис. 2, б).

Наконечник денсиметра или плотномера опускают в наливное отверстие аккумулятора, с помощью резиновой груши засасывают электролит и по делениям ареометра или отдельным пластинам плотномера, помещенным в стеклянную колбу, определяют его плотность.

Справочные данные о плотности электролита приводятся для температуры 15 °С, поэтому при определении плотности при другой температуре необходимо вносить поправку (7 · 10-4 (десять в минус четвертой степени) г/см3 на каждый градус). Поправку прибавляют к измеренному значению плотности, если температура превышает 15 °С, и вычитают, если она ниже этой температуры. При повышении температуры на каждые 15 °С плотность уменьшается приблизительно на 0,01 г/см3, при понижении на каждые 15 °С — увеличивается на 0,01 г/см3 (табл. 2).

где ρзар — плотность электролита полностью заряженной АКБ, г/см3; ρизм — измеренная плотность, г/см3; ρразр — плотность электролита полностью разряженной АКБ, г/см3.

Для умеренной климатической зоны считается, что падение плотности электролита на 0,04 г/см3 соответствует разрядке АКБ на 25 %; на 0,08 г/см3 — на 50 %.

Если плотность электролита неизвестна, то степень разряженности определяют по напряжению АКБ под нагрузкой (имитации стартерного режима). Для этого применяют аккумуляторные пробники различных конструкций, основой которых являются вольтметр и нагрузочные сопротивления. Нагрузочная вилка обычно имеет две нагрузочные спирали по 100 А и подходит

для аккумуляторов как малой и средней емкости (подключение одной спирали 100 А), так и для батарей повышенной емкости (подключаются две спирали по 100 А).

Большинство зарубежных производителей изготавливает батареи с крышкой, закрывающей клеммы; у таких батарей общее напряжение можно измерять по крайним клеммам. Для измерения напряжения на зажимах АКБ со скрытыми межэлементными соединениями предназначены пробники стрелочные типа Э-107 (рис. 3, а) или цифровые типа НВ-03 (рис. 3, б).

Рис. 3. Пробники для проверки АКБ: а — стрелочный; б — цифровой

Пробники имеют три ступени нагрузки для АКБ емкостью до 190 А · ч. Проверка аккумулятора проводится при закрытых пробках. АКБ считается исправным, если вольтметр пробника при подключенной нагрузке через 5 с покажет напряжение не ниже 8,9 В. Для проверки АКБ старых конструкций с открытыми клеммами каждого элемента может применяться пробник типа Э-108. При проверке устанавливают нагрузочное сопротивление, соответствующее емкости батареи, и острие контактной ножки и штыря с учетом полярности в течение 5 с прижимают к выводным штырям. При напряжении, меньшем 1,6 В, батарею следует подзарядить.

Проверка АКБ может осуществляться с помощью специальных тестеров (рис. 4). Принципиальным отличием этих тестеров является то, что они определяют не только степень заряженности аккумулятора как обычные тестеры или нагрузочные вилки, но и, используя уникальный тест проводимости аккумулятора, определяют также реальную остаточную емкость даже разряженных АКБ. Это существенно упрощает и ускоряет тестирование разряженных аккумуляторов, поскольку с тестерами их не нужно предварительно заряжать.

Рис. 4. Тестер для проверки АКБ

Для проверки АКБ тестером в него вводится величина тока холодной прокрутки проверяемого стартера, затем проводится замер параметров АКБ. На экране высвечиваются значения величины напряжения и потребляемый стартером ток при прокрутке коленчатого вала двигателя, а также общее состояние АКБ (на рис. 4 — это «Good battery» — исправная батарея). Измерение можно проводить как со снятой АКБ, так и с подключенной к автомобилю.

В последнее время в легковых автомобилях находят применение так называемые необслуживаемые или малообслуживаемые АКБ. В таких АКБ необходимо осматривать и чистить только клеммы и зажимы. В них предусмотрен визуальный контрольный индикатор уровня зарядки — встроенный плотномер со смотровым стеклом, который расположен на верхней крышке АКБ (рис. 5)

Рис. 5. Индикатор уровня зарядки: 1 — световод; 2 — поплавок; 3 — короб

В зависимости от степени заряженности индикатор меняет свой цвет: зеленый цвет индикатора с видимой точкой внутри означает уровень зарядки не менее 75 %; темно-зеленый цвет без видимой точки внутри свидетельствует о необходимости подзарядки; появление желтого или исчезновение зеленого цвета указывают на необходимость замены аккумулятора.

Заряд батареи производится при комнатной температуре. Если батарея хранилась при температуре ниже 0 °С, то перед включением на зарядку ее необходимо выдержать некоторое время для достижения комнатной температуры. Зарядку батареи следует вести при вывернутых пробках. Для зарядки положительный вывод батареи присоединяют к положительному полюсу зарядного устройства, отрицательный — к отрицательному.

Зарядка производится током силой, равной 0,1 номинальной емкости батареи, при температуре электролита не выше 30 °С (в условиях холодного и умеренного климата) и не выше 35 °С (в жарком и теплом). Выходное напряжение зарядного устройства должно быть 2,4…2,7 В на каждую секцию батареи, в частности, для 12-вольтовых батарей выходное напряжение должно быть 14,4…16,2 В.

Батарею заряжают до тех пор, пока не начнется обильное газовыделение («кипение») во всех аккумуляторах, а напряжение и плотность электролита будут оставаться постоянными в течение 2 ч. Во время зарядки периодически (через каждые 2 ч) необходимо проверять напряжение, плотность и температуру электролита и следить за тем, чтобы температура не поднималась выше 45 °С (при жарком и теплом климате выше 50 °С). Если она окажется выше или напряжение достигнет 14,4 В, зарядный ток следует уменьшить в 2 раза на время, необходимое для снижения температуры электролита до 30..35 °С, или временно отключить для охлаждения до 30 °С.

В случае если в конце зарядки плотность электролита (с учетом температурной поправки) будет отличаться от нормы, ее корректируют, доливая дистиллированную воду при превышении нормы или кислоту плотностью 1,4 г/см3, если плотность ниже нормы. После корректировки зарядку нужно продлить на 30 мин до полного перемешивания электролита. Окончательно уровень электролита измеряют через 30 мин после зарядки: если уровень ниже нормы, в аккумулятор доливают электролит такой же плотности, которая должна быть при полностью заряженном аккумуляторе, при избытке электролита его излишек отбирают резиновой грушей.

Для зарядки АКБ применяются специальные зарядные устройства типа «Кулон-715d» (рис. 6).

Рис. 6. Зарядное устройство типа «Кулон-715d»

Алгоритм работы зарядных устройств реализует комбинированный метод зарядки АКБ (работа в режиме стабилизатора тока в фазе основной зарядки с переключением в режим стабилизации напряжения в конечной фазе), что обеспечивает автоматическое поддержание оптимальной скорости заряда, не допуская опасного для батареи перенапряжения, приводящего к кипению электролита. В процессе работы зарядного устройства на индикатор выводится значение напряжения, измеренного на выходных клеммах прибора, и величина измеренного тока.

Техническое обслуживание АКБ заключается в следующем. Не реже одного раза в месяц необходимо:

· очищать поверхность АКБ от пыли и грязи; протирать ветошью, смоченной в 10%-ном растворе питьевой соды;

· очищать выводы и наконечники от оксидов, смазывать их техническим вазелином;

· проверять крепление батареи в гнезде и плотность контактов наконечников проводов с выводами батареи;

· прочищать вентиляционные отверстия аккумуляторов;

· проверять уровень электролита во всех аккумуляторах.

Один раз в квартал или при участившихся случаях слабого прокручивания коленчатого вала двигателя при его запуске необходимо проверять напряжение АКБ и измерять плотность электролита.

Перед постановкой автомобиля на длительное хранение для аккумулятора необходимо провести контрольно-тренировочный цикл (зарядка — разрядка — зарядка). Он заключается в полной зарядке АКБ с последующей разрядкой при силе тока, равной 0,5 ее емкости, до конечного напряжения на банке аккумулятора 1,7 В, что соответствует 10,2 В на батарее. Во время разрядки ток должен быть постоянным.

Электролит приготавливают из аккумуляторной серной кислоты и дистиллированной воды (табл. 3) в кислотостойкой эбонитовой, фарфоровой или освинцованной посуде. Для надежной работы аккумуляторов требуется высокая степень чистоты электролита. Нельзя применять техническую серную кислоту и недистиллированную воду, так как при этом ускоряются саморазрядка (сульфатация), разрушение пластин, емкость которых уменьшается.

При приготовлении электролита серную кислоту льют в воду тонкой струйкой, одновременно помешивая раствор чистой стеклянной или эбонитовой палочкой. Нельзя лить воду в кислоту, так как плотность воды меньше, чем кислоты, а при растворении выделяется большое количество теплоты и в верхних слоях вода и электролит будет разбрызгиваться, что может вызвать ожоги. При приготовлении электролита и заливке батареи следует надевать очки, резиновые перчатки и сапоги, головной убор, фартук или костюм из кислотостойкого материала для защиты глаз и тела. В случае попадания кислоты или электролита на кожу необходимо осторожно удалить

жидкость ватным тампоном и обильно промыть пораженные места под струей проточной холодной воды, а затем раствором питьевой соды для нейтрализации кислоты.

Запасные части батареи поступают часто без электролита, в сухозаряженном исполнении. Чтобы привести такую батарею в рабочее состояние, отвертывают пробки и снимают с них уплотнители или срезают вентиляционные выступы. Затем тонкой струей через воронку заливают в батарею электролит плотностью (1,28 ± 0,01) г/см3 (приведенной к 25 °С для районов с умеренным климатом) до уровня на 10…15 мм выше верхних кромок сепараторов. Если на корпусе батареи есть отметки уровня электролита, то заливку производят до уровня между отметками «MIN» и «MAX». Приведение АКБ в рабочее состояние должно выполняться при температуре окружающей среды 15…35 °С. При этой температуре батарею выдерживают 20 мин, чтобы пластины и сепараторы пропитались электролитом, затем проверяют плотность электролита или напряжение АКБ без нагрузки. Если напряжение не ниже 12,5 В или плотность электролита не меньше 1,25 г/см3, то АКБ готова к работе. При меньшей плотности (напряжении) батарею следует подзарядить.

Заряжать батарею после заливки электролита следует обязательно, если она хранилась больше 12 мес с даты выпуска или если она будет эксплуатироваться в тяжелых условиях (в холодную погоду, с частыми пусками двигателя и т.д.).

В результате пропитки сепараторов и пластин уровень электролита в батарее неизбежно понизится, поэтому, прежде чем устанавливать АКБ на автомобиль, уровень электролита в ней доводят до нормы, используя электролит той же плотности, что и для заливки.

В последнее время в связи с выпуском АКБ нового типа («неремонтируемых») на предприятиях автосервиса ремонт батарей не производится, а выполняется только их техническое обслуживание, заключающееся в проверке индикатора заряженности и напряжения АКБ.

Работоспособность необслуживаемого аккумулятора может быть проверена с помощью вольтметра по напряжению, снимаемому с его клемм. При напряжении менее 12,2 В аккумулятор считается разряженным, при напряжении 12,2…12,4 В — частично разряженным. При испытаниях аккумулятора с помощью вольтметра необходимо, чтобы аккумулятор не работал перед проверкой в течение 6 ч. Если это условие не выполнено, необходимо на 30 с включить фары, а после выключения фар подождать 4…5 мин; при этом все другие потребители электроэнергии должны быть выключены.

Средний срок службы обслуживаемых батарей — не менее 24 мес при пробеге автомобиля не более 98 тыс. км, необслуживаемых — не менее 48 мес при пробеге автомобиля не более 100 тыс. км.

Установка батареи на автомобиль

Перед снятием отработавшей батареи необходимо убедиться, что зажигание выключено и отключены все потребители электроэнергии. Отключение батареи надо начинать с кабельного наконечника «минус».

Порядок выполнения работ при установке АКБ: установить новую батарею на место крепления, обратив внимание на направление установки по клеммам; кабельные наконечники автомобиля и выводы батареи аккуратно зачистить от оксидов шлифовальной бумагой; смазать наконечники кабелей и выводы батареи техническим вазелином типа «Литол-24»; подсоединить кабели к выводам батареи, начиная с кабельного наконечника «плюс».

Запуск двигателя производится включением стартера длительностью не более 10 с — три попытки, с интервалом 1 мин между ними.

Хранение батарей

Хранение сухих, не залитых электролитом батарей должно осуществляться при определенном температурном режиме (для АКБ с секционными крышками, герметизируемыми мастикой, от -40 °С до 60 °С; для АКБ с общей крышкой, в пластмассовых корпусах от -50 °С до 60 °С) в закрытом помещении. Устанавливают АКБ в один ряд, выводами вверх, и защищают от прямых солнечных лучей. Пробки должны быть плотно ввинчены в заливные отверстия крышек батарей. Герметизирующие детали и выступы, закрывающие вентиляционные отверстия пробок, должны быть на месте.

Новые залитые необслуживаемые батареи рекомендуется хранить в сухом закрытом помещении при температуре не ниже -30 и не выше 0 °С.

Необходимо предпринять меры, исключающие возможность замыкания разнополярных выводов. После 3 мес с момента начала хранения рекомендуется ежемесячно проверять плотность электролита: при понижении плотности электролита ниже 1,25 г/см3 батарею следует подзарядить. Хранение залитых АКБ в режиме бездействия более 9 мес с момента изготовления не рекомендуется. Перед продолжительной стоянкой автомобиля необходимо

снять АКБ с автомобиля, полностью зарядить ее и хранить в сухом, прохладном помещении. Корпус и крышка батареи во избежание саморазрядки должны быть чистыми и сухими. При хранении следует ежемесячно проверять плотность электролита (при плотности ниже 1,25 г/см3 батарею следует подзарядить).

Зимой, при наступлении морозов, электролит в сильно разряженных батареях может замерзнуть, поэтому в зимнее время не допускается снижения степени заряженности батареи ниже 75 %, так как при замерзании электролита возможно необратимое повреждение корпуса и материала пластин батареи.

ТО-1. Очистить АКБ от пыли, грязи и следов электролита; прочистить вентиляционные отверстия, проверить крепление и надежность контакта наконечников проводов с выводными штырями; проверить уровень электролита.

ТО-2. Проверить состояние АКБ по плотности электролита и напряжению элементов под нагрузкой; состояние и крепление электрических проводов, соединяющих АКБ с массой и внешней цепью; действие выключателя АКБ, а также ее крепление в гнезде.

СО. Снять АКБ для подзарядки; откорректировать плотность электролита.

Ремонт аккумуляторных батарей

К характерным неисправностям свинцовых аккумуляторных батарей относятся: повреждение баков (трещины, отколы), крышек, выводных штырей и перемычек, коррозия решеток положительных пластин, сульфатация пластин, повышенный саморазряд. Большинство неисправностей появляется в результате нарушения правил технического обслуживания и эксплуатации батарей.

Аккумуляторная батарея, поступающая в ремонт, предварительно очищается от загрязнений. Затем ее осматривают для установления внешних дефектов: трещин бака и крышек, растрескивания и отслаивания мастики, окисления контактов, состояния выводных штырей и перемычек.

Ремонту с разборкой подлежат батареи, если бак имеет сквозные трещины или крышки отдельных элементов расколоты, или при испытании под нагрузкой напряжение хотя бы на одном элементе падает до нуля менее чем за 5 с. При этом работоспособность этого элемента не восстанавливается после промывки дистиллированной водой и проведения тренировочного цикла разряда — заряда.

Пластины разобранных аккумуляторов можно ремонтировать при следующих условиях: стрела прогиба покоробившихся пластин не превышает 3 мм;

количество пустых ячеек и сквозных отверстий в решетке не превышает двух и они находятся не под ушками пластин;

активная масса выпала не более чем из семи ячеек без образования сквозных отверстий;

толщина пластины, заполненной активной массой, не превышает более чем на 0,5 мм толщину решетки;

в решетке нет надломов и трещин; положительные пластины имеют цвет от черного до темно-коричневого, мягки на ощупь и на них нет белых пятен;

отрицательные пластины имеют светло-серый цвет без зеленого налета, а их масса плотно прилегает к решеткам; при проведении по пластинам острием ножа на них остается блестящий след.

Баки можно использовать при сборке, если их стенки и внутренние перегородки не имеют сквозных трещин и раковин, а также значительных вздутий и короблений. При этом сколы на наружных стенках, углах и ребрах не превышают глубины 3 мм и площади 2 см2. Последние устраняют разделкой и заполнением пластмассой. Сепараторы могут быть использованы повторно, если они не имеют трещин, местных почернений и равномерны по толщине. Их необходимо очистить от налета сульфата, тщательно промыть и просушить.

При капитальном ремонте аккумуляторную батарею полностью разбирают. Перед разборкой производят наружную чистку, внешний осмотр, разряд (при необходимости) и слив электролита. Затем батарею разбирают, детали промывают и сушат, выявляют неисправности, устанавливают способ ремонта и изготовления отдельных деталей.

Перед разборкой рекомендуется аккумуляторную батарею разрядить током от 1/20 до 1/10 емкости батареи до напряжения 1,7—1,75 В на одном аккумуляторе.

При разборке осуществляют: снятие межэлементных соединений (перемычек) и удаление выводных клемм, удаление уплотнитель- ной мастики, снятие крышек, извлечение блоков пластин в сборе, разделение блоков пластин на полублоки, мойка деталей и бака.

Снятие межэлементных соединений производится после высверливания выводных штырей специальной трубчатой фрезой, вставленной в коловорот. Перед обработкой штырь накернивают и засверливают по центру для создания направления центрирующей части фрезы. Освобожденную перемычку снимают съемником. Для удаления заливочной мастики, предва-рительно подогретой с помощью нагревательного колпака, применяют деревянные лопатки. Можно удалять мастику предварительно нагретыми до 180—200°С металлическими лопатками или нагревательной лопаткой, устроенной аналогично электрическому паяльнику.

Крышки аккумуляторов снимают специальным съемником. У фигурных пластмассовых крышек предварительно высверливают выводные штыри, освобождая их от свинцовых втулок.

Для извлечения пластин из бака применяют специальный захват, губки которого плотно зажимают свободные концы выводных штырей.

После извлечения пластины устанавливают на 2—3 мин на крае бака для стекания электролита, а затем промывают в дистиллированной воде. Сепараторы удаляют тонкой пластиной из органического стекла или пластмассы, а поверхность пластин очищают от остатков разрушившихся сепараторов. Негодные пластины заменяют другими.

При замене 1—2 пластин рекомендуется ставить бывшие в употреблении пластины. При замене большего количества пластин необходимо заменить весь блок пластин исправным, взяв его из разобранной ранее, бывшей в употреблении батареи того же типа.

После восстановления и изготовления деталей батарею собирают. Производят сборку по-лублоков и блоков пластин, отдельных аккумуляторов батареи и заливку электролитом с последующим зарядом. В один полублок необходимо подбирать однотипные, одинаково из-ношенные пластины. При сборке применяют приспособление, обеспечивающее установку пластин на одинаковом расстоянии друг от друга. К выступающим концам ушек пластин приваривают угольным электродом баретку. Электрод соединяют с отрицательным полюсом батареи (напряжение 12 В, емкость не менее 100 А/ч), а деталь — с положительным полюсом. В качестве присадочного материала используют пруток свинца, а флюсом служит стеарин.

При установке полублоков следует проследить, чтобы каждая положительная пластина была расположена между двумя отрицательными, а при установке сепараторов — ребристая сторона их была бы обращена к положительной пластине. У комбинированных сепараторов стекловойлок или хлорвинил должны находиться между положительной стороной и ребристой поверхностью сепаратора.

Собранные блоки устанавливают в отделения бака аккумуляторной батареи. Пластины должны входить в отделение бака с некоторым усилием. Если они не входят, то их обжимают под прессом или в тисках. Если пластины входят слишком свободно, то устанавливают для уплотнения дополнительные сепараторы.

При установке крышек зазоры должны быть уплотнены асбестовым шнуром. Вольтметром проверяют, нет ли коротких замыкании. Отдельные аккумуляторы соединяют в батарею. На выводные клеммы блоков пластин надевают и приваривают межэлементные соединения. Наплавку выводных клемм свинцом осуществляют при помощи специальных форм , имеющих определенный размер для положительных и отрицательных штырей.

Собранные батареи заливают мастикой с температурой 175—180°С. Состав мастики: битум нефтяной № 5 — 70%, авиационное масло МК-22 — 20% и сажа — 10%.

После сборки аккумуляторные батареи заливают электролитом. Плотность электролита при разряженной батарее 1,125 г/см3, при заряженной батарее — 1,32 г/см3. Уровень электролита должен быть выше пластин на 10—15 мм. Затем батарея должна постоять 4—6 ч для того, чтобы пластины хорошо пропитались электролитом. Затем осуществляют проверку уровня электролита и при необходимости доливают его. Батарея должна быть полностью заряжена током (величина тока устанавливается техническими условиями) до обильного выделения газов и постоянства на-пряжения в течение 2 ч

Температура электролита при заряде не должна превышать 45°С. Для охлаждения электролита заряд прерывают. В конце заряда плотность электролита доводят до 1,280— 1,285 г/см3 при температуре 25°С. Для этого резиновой грушей удаляют часть электролита и вновь доливают дистиллированную воду или электролит, добиваясь нужной плотности электролита в каждом аккумуляторе. Все отремонтированные аккумуляторные батареи испытывают на герметичность и на величину напряжения под нагрузкой. Выборочно проверяют величину электрической емкости батарей. Испытания осуществляют в соответствии с разработанными техническими условиями.

Как устранить сульфатацию пластин

Под десульфатацией понимают воздействие на электроды и пластины различными способами, которые способствуют устранению образовавшегося налета солей кальция или свинца. Различаются такие виды очистки: механическую, химическую или с использованием неорганических присадок, электрохимическую с применением зарядного устройства.

Самым простым и быстрым способом десульфатации считается механическая очистка пластин от образовавшихся кристаллов соли. Батареи старого образца или обслуживаемые позволяют снимать крышку и получать доступ к пластинам и электродам.

Эти комплектующие извлекаются с батареи вручную и таким же образом очищаются – налет просто соскабливается с поверхности и щелей до полного устранения по мере возможности. Современные агрегаты чаще выпускаются необслуживаемого образца. Это не дает возможности попасть к банкам с электродами, чтобы их достать и почистить.

Для проведения очистки пластин севшей АКБ этим методом необходимо выполнить ряд операций:

1. Снять или срезать у обслуживаемых аккумуляторов верхнюю часть корпуса

2. Каждую из пластин зачистить вручную, осторожно, чтобы не повредить структуру электродов;

3. Установить очищенные пластины на их место в емкостях с соблюдением нужного зазора между каждой;

4. Сделать герметичным корпус, запаять снятую крышку;

5. Заполнить банки электролитом нужной плотности;

6. Провести проверку работоспособности АКБ, «подогнать» плотность жидкости к одному уровню во всех банках, не допуская разнос более, чем 0,01 кг/куб. см и концентрацию электролита не ниже 1,25, но не выше 1,31 кг/куб. см.