Лабораторная работа № 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРОЛИТА. АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

-1-

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРОЛИТА

АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Цель работы: изучение способов и приобретение практических навыков определения плотности электролита аккумуляторных батарей.

Содержание работы: внешний осмотр батареи, измерение уровня, плотности и температуры электролита; определение степени разряженности аккумуляторов и батареи; составление отчета.

Оборудование: аккумуляторные батареи различной емкости; стеклянная трубка 5…8 мм; денсиметр с пипеткой со шкалой 1100…1300 кг/м³(1, 10…1. 30 г/см²); термометр со шкалой 0… +100^оС; 10%-ый раствор питьевой соды, ветошь, резиновая груша, приспособление для переноски батарей, резиновые фартуки, перчатки.

Плотность электролита.

Плотность электролита измеряют денсиметром или плотномером. При выполнении лабораторной работы рекомендуется пользоваться денсиметром, так как он имеет меньшую погрешность.

Для измерения плотности электролита необходимо с помощью резиновой груши несколько раз (для удаления пузырьков воздуха со стенок пипетки) набрать электролит в пипетку до всплытия денсиметра. Не вынимая пипетку из аккумулятора и не допуская касания денсиметра стенок пипетки, определяют плотность электролита.

Плотность электролита зависит от температуры электролита. С изменением температуры на один градус Цельсия плотность изменяется на 0, 0007 г/см³. Поэтому, если плотность измерялась при температуре, отличающейся от 25 °С, то ее нужно привести к 25 °С по следующей формуле:

где	Р₂₅	– плотность электролита, приведенная к температуре 25 °С, г/см³;
	Р_и	– плотность электролита при измерении, г/см³;
	t_э	– температура электролита в аккумуляторе, °С.

Для определения величины температурной поправки необходимо измерить температуру электролита в аккумуляторе.

-2-

В зависимости от климатического района, в которой работает автомобиль, и от времени года плотность электролита аккумуляторной батареи должна соответствовать данным табл. 1. Допускаются отклонения от указанных значений на ±0, 01 г/см³.

Плотность электролита в аккумуляторах одной батареи не должна отличатся более чем на 0, 01 г/см³.

Чтобы не получилось ошибочных результатов, не рекомендуется измерять плотность электролита если:

- его уровень не соответствует норме;

- электролит слишком горячий или холодный. Оптимальная температура электролита при измерении плотности 15…25 °С;

- произведена доливка дистиллированной воды. Следует выждать, пока электролит перемешается; если батарея разряжена, то для этого может потребоваться даже несколько часов;

- произведено несколько включений стартера. Следует выждать, пока установится равномерная плотность электролита;

- электролит “кипит”. Следует переждать, пока пузырьки в электролите, набранном в пипетку денсиметра, поднимутся на поверхность.

Плотность электролита лучше измерять во время медленной зарядки аккумуляторной батареи или небольших (1…2 часа) перерывов в работе, так как при этом электролит хорошо перемешивается и плотность его становится одинаковой по всему объему.

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 электролита в каждой его банке.
Плотность электролита влияет на емкость аккумулятора, и срок его службы.

Оптимальный показатель плотности электролита

Выдерживать оптимальный показатель плотности электролита очень важно для аккумулятора и стоит знать, что необходимые значения зависят от климатической зоны. Поэтому плотность аккумулятора должна быть установлена исходя из совокупности требований и условий эксплуатации. К примеру, при умеренном климате плотность электролита должна находиться на уровне 1, 25-1, 27 г/см3 ±0, 01 г/см3. В тех регионах, где зима особо сурова

-3-

(до -50 °С), дабы аккумулятор не замерз, приходится повышать плотность от 1, 27 до 1, 29 г/см3.

Таблица №1

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 и грозить закипанием.

Высокая плотность электролита приводит к снижению срока службы аккумуляторной батареи. Низкая плотность электролита в аккумуляторе приводит к снижению напряжения, затрудненному пуску двигателя.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой

Плотность электролита в аккумуляторе зимой должна составлять 1, 27 (для регионов с зимней температурой ниже -35 не менее 1. 28 г/см3). Если будет значение ниже, то это приводит к снижению электродвижущей силы и трудного запуска двигателя в морозы, вплоть до замерзания электролита.

Снижение плотности до 1, 09 г/см3, приводит к замерзанию АКБ уже при температуре -7°С.

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 прогрется, и, следовательно, хорошо зарядится, ведь

-4-

аккумулятор принимает заряд лишь после прогрева. Так что разряженность изо дня в день увеличивается, и в результате падает и плотность.

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 аккумуляторе.

Таблица №2

г/см³	1, 10	1, 11	1, 12,	1, 13	1, 14	1, 15	1, 16	1, 17	1, 18	1, 19	1, 20	1, 21	1, 22	1, 23	1, 24	1, 25	1, 28
t⁰c	-8	-9	-10	-12	-14	-16	-18	-20	-22	-25	-28	-34	-40	-45	-50	-54	-74

При заряженности на 100% аккумуляторная батарея замерзнет при -70 °С. При 40% заряде замерзает уже при -25 °С. 10% не только не дадут возможности запустить двигатель в морозный день, но и напрочь замерзнет в 10 градусный мороз.

Когда плотность электролита не известна, то степень разряженности батареи проверяют нагрузочной вилкой. Разность напряжения в элементах одной батареи не должна превышать 0, 2В.

Таблица №3

Показания вольтметра нагрузочной вилки, B	Степень разряженности батареи, %
1, 8-1, 7
1, 7-1, 6
1, 6-1, 5
1, 5-1, 4
1, 4-1, 3

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

-5-

дистиллированной воды, а если этого не сделать, то грозит перезаряд и сульфация.

Стабильно завышенная плотность электролита приводит к снижению срока службы АКБ.

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.

Разреженность батареи определяется по плотности электролита – чем меньше плотность, тем более разряжена батарея.

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.

Проверка плотности электролита, с целью выяснения необходимости её корректировки, производится только у полностью заряженной батареи.

Проверка плотности электролита в аккумуляторе

Чтобы правильно проверить плотность электролита в аккумуляторной батарее, первым делом проверяем уровень и при необходимости его корректируем. Затем заряжаем аккумулятор и только тогда приступаем к проверке, но не сразу, а после пары часов покоя, поскольку сразу после зарядки или доливки воды будут недостоверные данные.

-6-

Таблица №4

Таблица определения заряженности аккумулятора по плотности электролита.

Температура	Зарядка на 100%	На 70%	Разряженный
выше +25	1, 21 — 1, 23	1, 17 — 1, 19	1, 05 — 1, 07
ниже +25	1, 27 — 1, 29	1, 23 — 1, 25	1, 11 — 1, 13

Зависимость плотности от напряжения в соответствии с заряженностью.

Сильно пониженная плотность в какой-то из ячеек говорит о присутствии в ней дефектов (в частности, короткого замыкания между пластинами). А вот если она низкая во всех ячейках, то это свидетельствует о глубоком разряде, сульфатации или же просто устаревании. Проверка плотности в сочетании с замером напряжения под нагрузкой и без, позволит установить точную причину неисправности.

Если же плотность сильно высокая, то радоваться что АКБ в порядке тоже не стоит, возможно, он кипел, ведь при электролизе, когда электролит закипает, плотность аккумулятора становится выше.

Когда нужно проверить плотность электролита с целью определения степени заряженности аккумулятора, то можно сделать это не вынимая батарею из под капота автомобиля; понадобится сам прибор, мультиметр (для замера напряжения) и таблица соотношения данных измерений.

Процент заряженности	Плотность электролита г/cм3 (**)	Напряжение аккумулятора В (***)
100%	1, 28	12, 7
80%	1, 245	12, 5
60%	1, 21	12, 3
40%	1, 175	12, 1
20%	1, 14	11, 9
0%	1, 10	11, 7

** разница по ячейках, не должна быть выше 0, 02–0, 03 г/cм3.

*** значение напряжения актуально для аккумуляторов, находившихся в состоянии покоя не менее 8 часов.

Если возникает необходимость, делается корректировка плотности. Нужно будет отобрать определенный объем электролита с АКБ и добавить корректирующий (1, 4 г/cм3) или же дистиллированной воды с последующей 30 минутной зарядкой номинальным током и выдержкой в течение нескольких часов для выравнивания плотности во всех отсеках.

-7-

12 Следующая ⇒