на что влияет плотность электролита в аккумуляторе
Как измерить плотность электролита и зарядить АКБ
Измерение плотности электролита в сочетании с измерением напряжения под нагрузкой и без позволяет быстро установить причину неисправности в аккумуляторной батарее. При низкой плотности — это может быть дефект в какой-либо ячейке, глубокий разряд или обрыв цепи внутри АКБ. Плотность измеряется специальным прибором — ареометром (денсиметром).
В качестве электролита в аккумуляторных батареях применяют раствор серной кислоты, плотность которого измеряется в г/см3. В основном плотность зависит от концентрации раствора серной кислоты — чем больше концентрация раствора, тем больше плотность. Однако, она также зависит и от температуры раствора и от степени заряженности аккумулятора — при разрядке часть серной кислоты «уходит» в пластины, плотность снижается.
Поэтому измерение плотности принято проводить при 25 °С и полностью заряженном аккумуляторе. Плотность электролита в новой полностью заряженной батарее должна составлять 1.28±0.01 г/см3 для Средней полосы. Но может варьироваться в зависимости от климатической зоны.
Линейно снижаясь, по мере разряда АКБ, она составляет 1.20±0.01 г/см3 у батарей, степень заряженности которых снизилась до 50%. У полностью разряженной батареи плотность электролита составляет 1.10±0.01 г/см3.
Если значение плотности во всех банках аккумулятора одинаково (±0.01 г/см3), это говорит о степени заряженности батареи и отсутствии внутренних замыканий. При наличии внутреннего короткого замыкания плотность электролита в дефектной ячейке будет значительно ниже (на 0.10-0.15 г/см3), чем в остальных.
Низкая плотность в одной из ячеек указывает на наличие дефекта в ней (короткое замыкание между пластинами в блоке). Одинаково низкая плотность во всех ячейках связана с глубоким разрядом всей батареи, ее сульфатацией или устареванием.
Все заливаемые аккумуляторные батареи во время заряда и работы теряют часть воды. При этом снижается уровень жидкости над пластинами и увеличивается концентрация кислоты в электролите. Работа аккумулятора с низким уровнем электролита отрицательно влияет на ресурс батареи. Поэтому перед проверкой плотности электролита необходимо проверить его уровень в банках аккумулятора. Принято считать нормальным уровень электролита на 10-15 мм выше верхней кромки пластин (сепараторов).
Существует три основных вида аккумуляторных батарей:
Малосурьмянистые (Sb/Sb) — это обычная «классическая» свинцовая батарея с добавками в пластины сурьмы, они подвержены наибольшему саморазряду и выкипанию воды из раствора электролита, но не боятся глубоких разрядов, их легко зарядить даже при низкой плотности электролита.
Кальциевые (Ca/Ca) — пластины легированы кальцием, они практически не требуют слежения за уровнем и плотностью электролита, виброустойчивы, застрахованы от длительного перезаряда до 14.8 В, терпят перепады напряжения в бортовой сети, обладают коррозионной стойкостью, имеют низкий саморазряд, больший срок службы. Однако, имеют один недостаток — они неустойчивы к глубоким разрядам. Дело в том, что при длительной глубокой разрядке их положительные пластины покрываются сульфатом кальция, блокирующим электрохимические реакции. Этот процесс, в отличие от образования сульфата свинца в малосурьмянистых батареях, необратим. Если разрядить кальциевую батарею ниже 11.5 В, то она уже не восстановит изначальную емкость, при разряде ниже 10.8 В потеряет до 50% своей емкости. Два-три таких разряда – и аккумулятор придется выбрасывать. Также, в связи с тем, что пластины в таких батареях упакованы в плотные пакеты, плотность электролита неравномерна — более тяжелая серная кислота скапливается внизу банок, а поверх пластин оказывается более «легкий» электролит. Из-за этого ареометр будет показывать неадекватно низкую плотность при нормальной заряженности.
Такие батареи хорошо подходят тем, кто ездит много на большие расстояния, кому нужны виброустойчивые аккумуляторы, хорошо переносящие постоянные перезаряды в пути.
Гибридные (Sb/Ca) — являются золотой серединой. Они довольно стойки к глубоким разрядам, при этом значительно меньше подвержены выкипанию и саморазряду по сравнению с малосурьмянистыми.
На примере кальциевой батареи емкостью 60 А·ч, попробуем выяснить плотность электролита и ее исправность. Для начала, проверим напряжение на клеммах аккумулятора мультиметром, чтобы выяснить степень ее заряженности. Такая проверка проводится через 6-8 часов после выключения двигателя или отключения зарядного устройства. В нашем случае машина простояла около 4-х дней под сигнализацией — напряжение составляет 12 В, что говорит нам о том, что батарея почти полностью разряжена.
Теперь проверим выборочно плотность электролита в двух банках — она составляет 1.23 г/см3 при температуре окружающего воздуха 0°С, поэтому внесем поправку в показания ареометра, приведя их к 25°С: 1.23-0.02=1.21 г/см3 — это также говорит нам о том, что аккумулятор требует срочной подзарядки.
Снимаем аккумулятор и переносим в теплое помещение для подзарядки.
Для кальциевых батарей губительны старые «дедовские» методы зарядки, используемые для малосурмянистых АКБ с контрольно-тренировочным циклом заряда/разряда и «кипячением», а также малоэффективны некоторые автоматические зарядные устройства.
В наши дни в большинстве таких устройств используется комбинированный метод зарядки, когда в процессе зарядки сила тока снижается со временем, а напряжение, наоборот, повышается. Это объясняется тем, что ЭДС аккумуляторной батареи направлена именно на напряжение, соответственно при его повышении нужно повышать и напряжение. А вот сила тока уменьшается из-за все увеличивающегося сопротивления батареи.
Для современных батарей рекомендуется начальный установочный заряд током в 5% от номинальной ёмкости напряжением 14.4 В и продолжительность зарядки не менее суток, однако, при экстренной зарядке допускается повышение заряда до 10% и продолжительностью до 12 часов. Допустимо кратковременное повышение напряжения до 16.5 В в конце цикла зарядки.
Батарея считается полностью заряженной, когда ток и напряжение при заряде сохраняются без изменения в течение 1-2 часов. Ток должен упасть практически до нуля, а входящее напряжение может повысится до 16,5 В, в зависимости от устройства.
Если вы часто заводите двигатель, двигаетесь на небольшие расстояния, и автомобиль долго простаивает без движения, то для такой батареи необходима ежемесячная плановая зарядка аккумулятора специализированным зарядным устройством, подходящим именно для кальциевых батарей.
После того, как электролит прогрелся до 20-25°С еще раз замерим напряжение и плотность. Теперь мультиметр показывает напряжение 12.45 В, а плотность в банках от 1.22 до 1.24 г/см3, что все равно указывает на недозаряд батареи.
Оставляем крышечки банок приоткрытыми для выхода образующихся газов при зарядке. Подключаем разъемы зарядного устройства к клеммам аккумулятора и включаем в сеть. Устанавливаем переключатель зарядного тока согласно правилу. Так как в нашем случае батарея имеет емкость 60 А·ч, то устанавливаем переключатель в положение 6 А и оставляем заряжаться минимум на 10 часов.
Проверим напряжение зарядного тока на клеммах — оно составляет 14.9 В, что немного больше нормы в 14.4 В, но не существенно. В нашем случае автоматика устройства сама регулирует напряжение и силу тока в зависимости от состояния батареи.
Спустя 10 часов стрелка амперметра зарядного устройства опустилась до 0.5 А. Батарея приняла основную емкость.
Снимаем разъемы и выжидаем от получаса до 2-х часов для уравновешивания плотности и напряжения на клеммах. И замеряем: показывает 13.2 В и плотность 1.24 г/см3.
Как мы видим, плотность немного подросла, но все равно не достигает нормы в 1.27-1.29 г/см3. Возможно произошла сульфатация пластин, поэтому доведем время зарядки до 24 часов и замеряем параметры снова. Так как у нас автоматическое зарядное устройство, то передержка нам не страшна и даже полезна.
Итак, прошло 24 часа, стрелка амперметра опустилась еще ниже до 0.25 А и больше не изменяется. Напряжение зарядного тока повысилось до 15.1 В, плотность в ячейках батареи возросла и составляет 1.24-1.26 г/см3, что ниже расчетной. Но, так как в таких батареях плотность неравномерна и внутри блоков пластин выше, то примем как нормальную.
Тем более, батарея довольно старая и уже имела несколько разрядов. Напряжение на клеммах составляет те же 13.2 В, что и после 10-часового цикла, а значит батарея полностью заряжена.
Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе: повышение плотности и плотность после зарядки АКБ
В процессе эксплуатации транспортных средств водители часто сталкиваются с ситуацией, когда стартер автомобиля не крутится от аккумулятора, частота вращения коленвала от стартера недостаточна для запуска двигателя и т.д. Другими словами, АКБ сильно разряжена.
Не менее распространенной ситуацией является то, что полностью заряженная от зарядного устройства батарея быстро разряжается, при этом повторной зарядкой (даже с учетом соблюдения всех правил и рекомендаций касательно того, как нужно заряжать аккумулятор) устранить проблему все равно не удается.
Получается, именно низкая плотность электролита в аккумуляторе после зарядки не позволяет АКБ сохранить накопленную энергию, также заряд не восстанавливается от автомобильного генератора после установки батареи на автомобиль.
Если это произошло, тогда элемент требует обслуживания, которое предполагает выравнивание плотности электролита в аккумуляторе или его полную замену. Отметим, что в ряде случаев для восстановления работоспособности АКБ бывает достаточно того, чтобы плотность электролита в банках аккумулятора была приведена в норму.
В этой статье мы рассмотрим, почему происходит снижение плотности, как и в чем измеряется плотность электролита в аккумуляторе. Также мы поговорим о том, что делать водителю, если во время замеров была обнаружена малая плотность электролита в аккумуляторе.
Упала плотность электролита в аккумуляторе: причина и последствия
Как правило, снижение плотности происходит в результате испарения водно-кислотного раствора в секциях АКБ. В этом случае речь идет о закипании электролита в банках, которое возникает при перезарядке батареи. Также вода постепенно выпаривается из аккумулятора и по естественным причинам, при этом процесс протекает медленно, позволяя батарее долгое время сохранять рабочее состояние.
С учетом вышесказанного становится понятно, для чего нужны обслуживаемые АКБ. Доступ к банкам позволяет контролировать уровень электролита. Зачастую этот уровень поддерживается в заданных пределах посредством долива дистиллированной воды. С этим процессом хорошо знакомы многие авто владельцы.
Однако далеко не все понимают, что одним доливом воды проблему удается решить далеко не во всех случаях, так как параллельно требуется проверка плотности полученного раствора. Дело в том, что вместе с водой частично испаряется и сам электролит. По этой причине доливать нужно не только воду, но и электролитический раствор.
После в обязательном порядке производится измерение плотности электролита в аккумуляторе ареометром. Нужно учитывать, что правильная плотность электролита в аккумуляторе позволит не только эффективно накапливать и удерживать заряд, но и убережет батарею от замерзания с наступлением холодов.
Вполне очевидно, что летняя или зимняя плотность электролита в аккумуляторе является относительным понятием. Необходимо постоянно поддерживать рекомендуемый показатель плотности независимо от сезона. Также плотность для регионов с холодным климатом можно несколько повысить, при этом оставляя значение в рамках допустимых показателей, то есть без превышения.
Еще важно понимать, что минимальная плотность электролита в аккумуляторе может не доставлять проблем в теплое время года, однако с наступлением холодов батарея выходит из строя даже при нормальном уровне раствора в банках. Также отметим, что электролит в АКБ может почернеть или помутнеть. В этом случае помогает его замена, в процессе которой также регулируется плотность.
Как правильно поднять плотность электролита в аккумуляторе
Как видно, необходимость повысить плотность аккумулятора может возникнуть по разным причинам. Прежде всего, нужно разобраться, какой плотности электролит залить в аккумулятор в том или ином случае. Обратите внимание, в продаже представлены растворы, плотность которых изначально несколько завышена.
Это значит, что в процессе корректировки для уменьшения плотности может понадобиться дистиллированная вода. При этом нужно учитывать, что не допускается залив обычной проточной воды, технической воды и т.д. Итак, идем далее. Чтобы определить, какая плотность необходима, рекомендуем ознакомиться с таблицей плотности электролита (см. выше).
Следующим шагом будет подготовка необходимых приборов, инструментов и базовых компонентов для создания раствора:
Если производится полная замена электролита или необходимо слить жидкость, запрещено переворачивать или сильно наклонять аккумулятор. Дело в том, что подобные действия могут привести к осыпанию свинцовых пластин, после чего происходит короткое замыкание и батарея выходит из строя.
Что касается замеров плотности, необходимо производить измерения тогда, когда температура наружного воздуха будет находиться на отметке около 20 градусов по Цельсию. Получается, если на улице холодно, аккумулятор нужно сначала занести в отапливаемое помещение и дать ему возможность прогреться.
Также важно помнить, что плотность аккумулятора падает с разрядом и повышается после зарядки. По этой причине для получения наиболее достоверных показателей перед замерами нужно полностью зарядить АКБ.
Для слива старого электролита или сбора его излишков нужно заранее подготовить емкость. Лучше всего для таких целей подходят стеклянные банки или бутылки. Также нужно будет позаботиться и о дальнейшей утилизации. Запрещается выливать электролит в канализацию, сливать на землю или в водоемы!
Кислотный раствор нужно сначала нейтрализовать щелочью. Если у вас нет определенных навыков, тогда необходимо заранее проконсультироваться со специалистами, изучить вопрос на профильных форумах, обратиться с подобным вопросом на пункты приема старых АКБ и т.д.
После того, как все нюансы были учтены, можно перейти к обслуживанию батареи. Далее мы рассмотрим процесс на примере кислотного аккумулятора. Отметим, что если АКБ щелочного типа, тогда некоторые показатели будут отличаться от тех, которые приведены ниже.
Как повысить плотность электролита
Итак, плотность измеряется в граммах на сантиметр кубический, то есть г/см3. Замеры плотности нужно производить в каждой банке АКБ. Плотность раствора должна быть от 1.25 до 1.29.
Разброс показателей по секциям батареи не должен быть выше отметки 0.01. В случаях, когда показатель упал около 1.20, тогда поднять плотность в банках можно путем долива электролита, который имеет плотность 1.27.
Для реализации задачи понадобится выполнить следующие действия:
Если плотность в аккумуляторе снижена до 1.18, тогда нужно доливать не электролит, а аккумуляторную кислоту. Плотность такой кислоты намного выше. В случаях, когда сразу поднять плотность не удалось, процесс повторяется до тех пор, пока не удается получить нужное значение.
Когда работа со всеми секциями АКБ закончена, батарею можно поставить на зарядку. После зарядки аккумулятора плотность электролита снова промеряется, при необходимости показатель корректируется при помощи дистиллированной воды или электролита.
Советы и рекомендации
В ряде случаев можно столкнуться с ситуацией, когда плотность электролита изначально очень низкая, при этом после долива не удается ее повысить. Также электролит серый, черный, мутный или рыжий в одной банке или сразу во всех секциях. Это говорит о необходимости полной замены жидкости.
Напоследок добавим, что в некоторых случаях подобные операции позволяют восстановить работоспособность аккумулятора на достаточно большой срок, однако это происходит не всегда. Определенные химические процессы в аккумуляторной батарее, а также постепенное осыпание пластин приводит к тому, что даже после полной замены электролита аккумулятор может не держать заряд.
Также водитель может заметить, что в процессе эксплуатации АКБ свежий раствор снова чернеет, становится мутным, выкипает (с учетом того, что батарея правильно заряжается от ЗУ, а также на автомобиле исправен генератор и реле-регулятор), тогда такой аккумулятор потребуется заменить.
Правильная зарядка автомобильного аккумулятора зарядным устройством. Проверка перед зарядкой, каким током заряжать аккумулятор. Как зарядить АКБ без ЗУ.
Замена электролита в автомобильном аккмуляторе: почему и когда нужна процедура. Как правильно слить из АКБ и поменять электролит самому. Зарядка батареи.
Когда нужно заряжать необслуживаемый автомобильный аккумулятор. Как заряжать необслуживаемую АКБ зарядным устройством: сила тока, время зарядки. Советы.
Условия правильного хранения автомобильного аккумулятора. Снятие, осмотр и подготовка батареи. Как сохранить аккумулятор без регулярной подзарядки.
Как быстро завести двигатель при разряженной АКБ. Особенности и преимущества использования автономного пускозарядного устройства. Советы при выборе бустера.
Назначение, конструкция и принцип действия автомобильного свинцово-кислотного аккумулятора.
Плотность аккумулятора
Калькулятор расчета времени зарядки аккумулятора автомобиля
Онлайн расчет время зарядки АКБ. Калькулятор для подсчета, сколько нужно заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством
Плотность электролита в аккумуляторе очень важный параметр у всех кислотных АКБ, и каждый автовладелец должен знать: какая плотность должна быть, как её проверить, а самое главное, как правильно поднять плотность аккумулятора (удельный вес кислоты) в каждой из банок со свинцовыми пластинами заполненных раствором H2SO4.
Проверка плотности – это один из пунктов процесса обслуживания аккумуляторной батареи, включающий так же проверку уровня электролита и замер напряжения АКБ. В свинцовых аккумуляторах плотность измеряется в г/см3. Она пропорциональна концентрации раствора, а обратно зависима, относительно температуры жидкости (чем выше температура, тем ниже плотность).
По плотности электролита можно определить состояние батареи. Так что если батарея не держит заряд, то следует проверить состояние её жидкости в каждой его банке.
Плотность электролита влияет на емкость аккумулятора, и срок его службы.
Проверяется денсиметром (ареометром) при температуре +25°С. В случае, если температура отличается от требуемой, в показания вносятся поправки, как показано в таблице.
Итак, немного разобрались, что это такое, и что нужно регулярно делать проверку. А на какие цифры ориентироваться, сколько хорошо, а сколько плохо, какой должна быть плотность электролита аккумулятора?
Какая плотность должна быть в аккумуляторе
Много автовладельцев задаются вопросом: «Какой должна быть плотность электролита в аккумуляторе зимой, а какой летом, или же нет разницы, и круглый год показатели нужно держать на одном уровне?» Поэтому, разберемся с вопросом более подробно, а поможет это сделать, таблица плотности электролита в аккумуляторе с разделением на климатические зоны.
Также нужно помнить, что, как правило, аккумуляторная батарея, находясь на автомобиле, заряжена не более чем на 80-90 % её номинальной ёмкости, поэтому плотность электролита будет немного ниже, чем при полном заряде. Так что, требуемое значение, выбирается чуть-чуть повыше, от того, которое указано в таблице плотности, дабы при снижении температуры воздуха до максимального уровня, АКБ гарантированно оставался работоспособным и не замерз в зимний период. Но, касаясь летнего сезона, повышенная плотность может грозить закипанием.
Таблица плотности электролита в аккумуляторе
Плотность электролита в аккумуляторе зимой
Когда в зимнее время плотность в аккумуляторной батареи понижена, то не стоит сразу бежать за корректирующим раствором дабы её поднять, гораздо лучше позаботится о другом – качественном заряде АКБ при помощи зарядного устройства.
Получасовые поездки от дому к работе и обратно не позволяют электролиту прогреться, и, следовательно, хорошо зарядится, ведь аккумулятор принимает заряд лишь после прогрева. Так что разряженность изо дня в день увеличивается, и в результате падает и плотность.
Для новой и исправной АКБ нормальный интервал изменения плотности электролита (полный разряд – полный заряд) составляет 0,15-0,16 г/см³.
Помните, что эксплуатация разряженного аккумулятора при минусовой температуре приводит к замерзанию электролита и разрушению свинцовых пластин!
По таблице зависимости температуры замерзания электролита от его плотности, можно узнать минусовой порог столбика термометра, при котором образовывается лед в вашем аккумуляторе.
Когда плотность электролита не известна, то степень разряженности батареи проверяют нагрузочной вилкой. Разность напряжения в элементах одной батареи не должна превышать 0,2В.
Показания вольтметра нагрузочной вилки, B
Степень разряженности батареи, %
Если АКБ разрядилась более чем на 50% зимой и более чем на 25% летом, её необходимо подзарядить.
Плотность электролита в аккумуляторе летом
Летом аккумулятор страдает от обезвоживания, поэтому учитывая то, что повышенная плотность плохо влияет на свинцовые пластины, лучше если она будет на 0,02 г/см³ ниже требуемого значения (особенно касается южных регионов).
В летнее время температура под капотом, где зачастую находится аккумулятор, значительно повышена. Такие условия способствуют испарению воды из кислоты и активности протекания электрохимических процессов в АКБ, обеспечивая высокую токоотдачу даже при минимально допустимом значении плотности электролита (1,22 г/см3 для теплой влажной климатической зоны). Так что, когда уровень электролита постепенно падает, то повышается его плотность, что ускоряет процессы коррозионного разрушения электродов. Именно поэтому так важно контролировать уровень жидкости в аккумуляторной батарее и при его понижении добавить дистиллированной воды, а если этого не сделать, то грозит перезаряд и сульфатация.
Если аккумулятор разрядился по невнимательности водителя или другим причинам, следует попробовать вернуть ему его рабочее состояние при помощи зарядного устройства. Но перед тем как заряжать АКБ, смотрят на уровень и по надобности доливают дистиллированную воду, которая могла испариться в процессе работы.
Через некоторое время плотность электролита в аккумуляторе, из-за постоянного разбавления его дистиллятом, снижается, и опускается ниже требуемого значения. Тогда эксплуатация батареи становится невозможной, так что возникает необходимость повысить плотность электролита в аккумуляторе. Но для того, чтобы узнать насколько повышать, нужно знать как проверять эту самую плотность.
Как проверить плотность аккумулятора
Дабы обеспечить правильную работу аккумуляторной батареи, плотность электролита следует проверять каждые 15-20 тыс. км пробега. Измерение плотности в аккумуляторе осуществляется при помощи такого прибора как денсиметр. Устройство этого прибора состоит из стеклянной трубки, внутри которой ареометр, а на концах — резиновый наконечник с одной стороны и груша с другой. Чтобы произвести проверку, нужно будет: открыть пробку банки аккумулятора, погрузить его в раствор, и грушей втянуть небольшое количество электролита. Плавающий ареометр со шкалой покажет всю необходимую информацию. Более детально как правильно проверить плотность аккумулятора рассмотрим чуть ниже, поскольку есть еще такой вид АКБ, как необслуживаемые, и в них процедура несколько отличается — вам не понадобится абсолютно никаких приборов.
Индикатор плотности на необслуживаемой АКБ
Плотность необслуживаемого аккумулятора отображается цветовым индикатором в специальном окошке. Зеленый индикатор свидетельствует, что все в норме (степень заряженности в пределах 65 — 100%), если плотность упала и требуется подзарядка, то индикатор будет черный. Когда в окошке отображается белая или красная лампочка, то нужен срочный долив дистиллированной воды. Но, впрочем, точная информация о значении того или иного цвета в окошке, находится на наклейке аккумуляторной батареи.
Теперь продолжаем далее разбираться, как проверять плотность электролита обычного кислотного аккумулятора в домашних условиях.
Проверка плотности электролита в аккумуляторе
Так, чтобы можно было правильно проверить плотность электролита в аккумуляторной батарее, первым делом проверяем уровень и при необходимости его корректируем. Затем заряжаем аккум и только тогда приступаем к проверке, но не сразу, а после пары часов покоя, поскольку сразу после зарядки или долива воды будут недостоверные данные.
Следует помнить, что плотность напрямую зависит от температуры воздуха, поэтому сверяйтесь с таблицей поправок, рассматриваемой выше. Сделав забор жидкости из банки аккумулятора, держите прибор на уровне глаз – ареометр должен находиться в состоянии покоя, плавать в жидкости, не касаясь стенок. Замер производится в каждом отсеке, а все показатели записываются.
Таблица определения заряженности аккумулятора по плотности электролита.