Ремонт и техническое обслуживание аккумулятора

Содержание Введение

1. Устройство аккумулятора

1.1 Виды и назначение аккумулятора

1.2 Устройство аккумулятора

1.3 Принцип работы аккумулятора

1.4 Материалы, применяемые при изготовлении, техническом обслуживании и ремонте аккумулятора. Эксплуатационные материалы

2. Техническое обслуживание аккумулятора

2.1 Значение и сущность технического обслуживания и ремонта автомобилей

2.2 Возможные неисправности аккумулятора. Причины их возникновения и способы устранения

2.3 Перечень работ при техническом обслуживании для аккумулятора

3. Ремонт аккумулятора

3.1 Разборочные работы, осуществляемые в процессе ремонта аккумулятора

3.2 Дефектация деталей аккумулятора

3.3 Методы и способы восстановления работоспособности аккумулятора

3.4 Сборочные работы

3.5 Послеремонтные испытания

3.6 Организация рабочего места слесаря по ремонту автомобилей

4. Охрана труда Заключение Список использованных источников

Введение

Любой автолюбитель хотя бы один раз в своей жизни сталкивался с проблемой покупки или ремонта аккумулятора. Достаточно часто именно подсевший аккумулятор является причиной неудавшейся поездки за город, опоздание на работу или на деловую встречу. Вопрос не очень сложный, но требующий внимательного изучения. В виду актуальности данного вопроса на современном этапе попытаемся рассмотреть тему «Ремонт аккумулятора».

Основные задачи, стоящие перед автомобильным транспортом, это увеличение пробега автомобиля, снижение себестоимости автомобильных перевозок, повышение комфортабельности и безопасности движения.

Долговечность и надежность работы аккумулятора, при прочих равных условиях, определяется качеством его обслуживания, которое на практике сводится к поддержанию требуемого уровня и плотности электролита и, при необходимости, подзарядке от сетевого зарядного устройства.

Подтверждает актуальность рассматриваемого вопроса и то, что автомобили чаще всего выходят из строя из-за «умершего» аккумулятора.

Аккумулятор — это достаточно проблемная часть автомобилей. Из-за аккумулятора возникает 18,4% поломок. Причем, поломки из-за проблем с аккумулятором в последнее время возникают все чаще и чаще (сказывается, большое количество электроники в современных машинах). По словам представителей ADAC, за последние 10 лет количество поломок автомобилей из-за «умершего» аккумулятора выросло сразу на 300%.

Цель работы — разработать предложения по повышению качества ремонта и технического обслуживания аккумулятора. Она заключается в систематизации научных и практических знаний в области ремонта аккумулятора, а конкретно развитие инициативы и самостоятельности решений по тем или иным проблемам, возникающим в применению альтернативных видов новых материалов, разработке новых методик испытаний и регулировок с целью получения улучшенных характеристик по надежности, долговечности и экономичности.

Для достижения данной цели поставлены следующие основные задачи:

— ознакомиться с устройством аккумулятора;

— рассмотреть основные неисправности аккумулятора и способы устранения;

— рассмотреть дефекты деталей аккумулятора и методы их ремонта;

— ознакомиться с перечнем выполняемых работ в объеме технического обслуживания для аккумулятора;

— разработать мероприятия по повышению эффективности и безопасности эксплуатации автомобилей и рекомендации к использованию при разработке технологии обслуживания автомобилей и в практической деятельности предприятий автосервиса.

— закрепить основные нормативы безопасности.

Письменная экзаменационная работа была написана на основе научных трудов отечественных и зарубежных специалистов по проблемам эффективности эксплуатации и ремонта автомобильных аккумуляторов, повышения качества обслуживания и диагностирования аккумуляторов.

Данная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, содержит таблицы и рисунки. В первой главе рассматривается устройство аккумулятора, во второй — сущность технического обслуживания аккумулятора, его основные неисправности. Третья глава посвящена ремонту аккумулятора. В четвертой главе говорится об охране труда.

Список использованных источников

включает 11 наименований.

1. Устройство аккумулятора

1.1 Виды и назначение аккумулятора Автомобильная аккумуляторная батарея предназначена для электроснабжения стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или недостатке развиваемой им мощности. Работая параллельно с генераторной установкой, батарея устраняет перегрузки генератора и возможные перенапряжения в системе электрооборудования в случае нарушения регулировки или при выходе из строя регулятора напряжения, сглаживает пульсации напряжения генератора, а также обеспечивает питание всех потребителей в случае отказа генератора и возможность дальнейшего движения автомобиля за счет резервной емкости. Наиболее мощным потребителем энергии аккумуляторной батареи является электростартер. В зависимости от мощности стартера и условий пуска двигателя сила тока стартерного режима разряда может достигать нескольких сотен и даже тысяч ампер. Сила тока стартерного режима разряда резко возрастает при эксплуатации автомобилей в зимний период (пуск холодного двигателя).

Батарея на автомобиле входит в состав не только системы электростартерного пуска, но и других систем электрического и электронного оборудования. После разряда на пуск двигателя, и питание других потребителей батарея подзаряжается от генераторной установки. Частое чередование режимов разряда и заряда (циклирование) — одна из характерных особенностей работы батарей на автомобилях.

Свинцовая стартерная аккумуляторная батарея (АКБ) — вторичный источник электрической энергии. Это значит, что после глубокого разряда ее работоспособность можно полностью восстановить при помощи заряда — пропускания электрического тока в направлении, обратному тому, в котором протекал ток при разряде [2, С. 90].

В зависимости от применяемых при производстве материалов и используемых конструктивных, технологических и эксплутационных особенностей, современные батареи можно подразделить на два основных вида: классического исполнения и необслуживаемого исполнения.

Основы традиционного исполнения батарей сформировались уже в начале 20-го века и постепенно трансформировались до современного состояния по мере появления новых конструкционных материалов, но их эксплуатационные недостатки при этом сохранились.

В России батареи традиционного исполнения выпускают как в моноблоках с отдельными крышками, герметизируемыми битумной смазкой, так и в моноблоках с общей крышкой, герметизируемой контактно-тепловой сваркой.

Недостатки традиционных свинцовых батарей обусловлены тем, что содержащаяся в сплаве положительных токоотводов сурьма постепенно, по мере их коррозии, через раствор переходит на поверхность отрицательного электрода. Осаждение большого количества сурьмы на поверхности отрицательной активной массы снижает напряжение на электродах батареи, при котором начинается разложение воды на водород и кислород. Поэтому происходит бурное газовыделение, сопровождающееся «кипением» электролита вследствие электролитического разложения входящей в него воды.

За последние 20−25 лет, по мере развития технологии и совершенствования оборудования, появилось несколько разновидностей батарей так называемого «необслуживаемого» исполнения. Их основная отличительная особенность — использование сплавов с пониженным содержанием сурьмы или вовсе без нее для производства токоотводов [7, С. 56].

1.2 Устройство аккумулятора Конструкция аккумуляторов остается неизменной: свинцовые пластины и кислота. Стандартный автомобильный аккумулятор состоит из шести 2-вольтовых элементов, что дает на выходе 12 вольт. Каждый элемент состоит из свинцовых решетчатых пластин, покрытых активным веществом и погруженных в кислотный электролит.

Отрицательные пластины покрыты мелкопористым свинцом, а положительные двуокисью свинца. Когда к аккумулятору подключают нагрузку, активное вещество вступает в химическую реакцию с сернокислотным электролитом, вырабатывая электрический ток. На пластинах при этом осаждается сульфат свинца, и электролит, соответственно, истощается.

При зарядке эта реакция проходит в обратном направлении, и способность аккумулятора давать ток восстанавливается.

Аккумуляторные батареи с отдельными крышками (рисунок 1.1) собирают в одном многоячеечном корпусе — моноблоке (2), выполненном из эбонита или другой кислотостойкой пластмассы, разделенном перегородками (16) на отдельные камеры-ячейки (банки), по числу аккумуляторов в батарее. В каждую из ячеек помещен блок, состоящий из чередующихся положительных (5) и отрицательных (3) электродов, разделенных сепараторами (4). Он представляет собой отдельный аккумулятор напряжением 2 В. Пространство между дном моноблока и верхними кромками фиксирующих электроды опорных призм (1) служит для накаливания шлама — осадка, образующегося в процессе эксплуатации вследствие оплывания частиц активной массы положительных электродов. Когда объем шламового пространства заполняется, происходит замыкание нижних кромок разноименных электродов и аккумулятор теряет работоспособность [8, С. 145].

Электроды состоят из активной массы, нанесенной на токоотвод решетчатой конструкции — решетку. Сепараторы разделяют участвующие в электрохимических превращениях реагенты, а также обеспечивают возможность диффузии электролита от одного электрода к другому. Сторона сепаратора, обращенная к положительному электроду для облегчения доступа электролита к поверхности активной массы, выполнена ребристой.

Борн (8), который служит наружным токоотводом аккумулятора, последовательно соединяет соседние аккумуляторы между собой в батарею. К выводным борнам крайних аккумуляторов батареи привариваются полюсные выводы (9) и (14), служащие для соединения батареи с внешней электрической цепью.

Рисунок 1.1 — Аккумуляторная батарея с отдельными крышками Положительный (9) и отрицательный (14) выводы имеют разный диаметр, что позволяет исключить возможность переполюсовки при подключении АКБ к бортовой цепи автомобиля.

В верхней части электродного блока устанавливают щиток (7), предохраняющий верхние кромки сепараторов (4) от повреждения при замерах уровня и плотности электролита.

Каждый аккумулятор после установки электродного блока в камеру-ячейку моноблока закрывают сверху отдельной пластмассовой или эбонитовой крышкой (15). В ней выполняют по два отверстия с втулками для выводных борнов электродного блока. Между ними расположено резьбовое отверстие для заливки электролита и периодического обслуживания аккумулятора в процессе эксплуатации. После заливки электролита резьбовое отверстие закрывают пробкой из полиэтилена (11), имеющей небольшое вентиляционное отверстие (13), предназначенное для выхода газов при эксплуатации.

Для герметичной укупорки новых сухозаряженных батарей в верхней части пробки над вентиляционным отверстием выполнен глухой прилив. Для обеспечения нормальной эксплуатации этот прилив, после заливки электролита в батарею, необходимо срезать.

Благодаря специфическим свойствам термопластичной пластмассы появились аккумуляторные батареи с общей крышкой в моноблоке из сополимера пропилена с этиленом, устройство которых показано на рисунке 1.2.

В моноблоке (1) установлены электродные блоки, состоящие из разноименных электродов (2) и (3), разделенных сепараторами (4). Эти блоки соединены между собой при помощи укороченных межэлементных соединений (6) через отверстия в перегородках (5) моноблока. Крышка (7) сделана единой на все шесть аккумуляторов батареи. Свойства термопластичной пластмассы позволили применить для герметизации АКБ с общей крышкой метод контактно-тепловой сварки, обеспечивающий сохранение герметичности как по периметру, так и между отдельными аккумуляторами в широком диапазоне температур (от ?50°C до 70°C) [5, С. 78].

Рисунок 1.2 — Аккумуляторная батарея с общей крышкой Усовершенствование конструкции при создании необслуживаемых АКБ заключается еще и в том, что для увеличения запаса электролита без изменения высоты батареи, один из аккумуляторных электродов помещают в сепаратор-конверт, который изготовлен из микропористого полиэтиленового материала с низким электросопротивлением. В этом случае замыкание электродов различной полярности, при отсутствии сбоев в работе сборочного оборудования, практически исключено. Поэтому опорные призмы становятся ненужными, и блок электродов можно установить прямо на дно ячейки моноблока. В результате та часть электролита, которая раньше находилась в шламовом пространстве между призмами и не принимала участия в работе аккумулятора, теперь находится над электродами и пополняет его запас, расходуемый при эксплуатации батареи.

1.3 Принцип работы аккумулятора Свинцовые аккумуляторы являются вторичными химическими источниками тока, которые могут использоваться многократно. Активные материалы, израсходованные в процессе разряда, восстанавливаются при последующем заряде. Химический источник тока представляет собой совокупность реагентов (окислителя и восстановителя) и электролита. Восстановитель (отрицательный электрод) электрохимической системы в процессе токообразующей реакции отдает электроны и окисляется, а окислитель (положительный электрод) восстанавливается.

Работает АКБ по принципу превращения электрической энергии в химическую (при заряде) и обратном превращении — химической энергии в электрическую (при разряде). Активные вещества заряженного свинцового аккумулятора, принимающие участие в токообразующем процессе:

· на положительном электроде — двуокись свинца темно-коричневого цвета;

· на отрицательном электроде — губчатый свинец серого цвета.

Электролит — водный раствор серной кислоты плотностью 1,28 г/см³, который, как и активная масса электродов, принимает участие в токообразующем процессе. Электролитом, как правило, является жидкое химическое соединение, обладающее хорошей ионной и малой электронной проводимости.

В процессе разряда активная масса как положительного, так и отрицательного электродов превращается в сульфат свинца (белого цвета). Поэтому теория, описывающая химические процессы, протекающие при заряде и разряде свинцового аккумулятора, называется теорией двойной сульфатации. При этом плотность электролита снижется к концу разряда до 1,08−1,10 г/см³.

Сегодня наиболее распространены автомобильные АКБ номинальным напряжением 12 В. Их емкость составляет от 36 до 190 А· ч.

1.4 Материалы, применяемые при изготовлении, техническом обслуживании и ремонте аккумулятора. Эксплуатационные материалы Свинцовые стартерные АКБ содержат разноименные электроды, разделенные сепараторами, которые помещают в сосуд, заполненный электролитом.

Первоначально необслуживаемые батареи начали выпускать в США на базе свинцово-кальциевого сплава (0,07−0,1% Ca; 0,1−0,12% Sn; остальное — Pb) для токоотводов, положительного и отрицательного электродов. Это снизило газовыделение, что обеспечило эксплуатацию АКБ без доливки воды в течение как минимум двух лет. Расход воды у этих батарей так мал, что конструкторы убрали из крышек отверстия для доливки воды и сделали батареи полностью необслуживаемыми. При этом самозаряд батарей замедлился более чем в 6 раз. Однако, при нескольких глубоких разрядах такие АКБ быстро теряют емкость и их стартерные характеристики резко снижаются, из-за чего они не нашли широкого распространения в Европе и России.

В это же время в США появились батареи системы «кальций плюс» (гибридные) с содержанием до 1,5−1,8% сурьмы и 1,4−1,6% кадмия в положительном токоотводе и свинцово-кальциевым отрицательным токоотводом. Характеристики этих батарей по расходу воды и саморазряду вдвое лучше, чем у малосурьмяных, но все еще не такие хорошие, как у свинцово-кальциевых.

К началу 80-х годов производство необслуживаемых батарей стало быстро развиваться в странах Европы. Но там пошли по пути применения сплавов с пониженным до 2,5−3,0% содержанием сурьмы. Однако, у таких АКБ расход воды и саморазряд в 2−3 раза выше, чем у батарей с кальциевыми токоотводами. Позже и в Европе появились так называемые гибридные батареи.

Наконец, в конце 90-х годов и в США, и в Западной Европе началось производство батарей с токоотводами из свинцово-кальциевого сплава с добавкой новых легирующих компонентов, в том числе серебра, которые не боятся глубоких разрядов.

В России выпускаются необслуживаемые батареи емкостью от 44 до 90 А· ч с токоотводами из малосурьмяного сплава с содержанием сурьмы 1,7−3,0%.

Подавляющее большинство АКБ, поступающих в Россию из стран Европы, выпускают, как правило, в гибридном исполнении, либо с токоотводами обеих полярностей из свинцово-кальциевых сплавов. При изготовлении сухозаряженных батарей многие производители применяют для электродов обеих полярностей малосурьмяные сплавы с содержание сурьмы 1,6−1,8%.

Плотность — лучший диагност при обслуживании автомобильного аккумулятора. Вывод о состоянии батареи специалисты могут сделать по ее поведению на стенде в режиме старта или пользуясь нагрузочной вилкой. Современная нагрузочная вилка позволяет оценить не только состояние батареи в целом, но и персонально проверить каждую банку, работу генератора.

Напряжение на клеммах батареи измеряется с помощью вольтметра.

Для измерения плотности жидкостей применяют ареометры со сменными денсиметрами для измерения плотности различных жидкостей, например, антифриза с плотностью от 1,0 до 1,1 г/см³ или электролита с плотностью от 1,1 до 1,3 г/см³.

Для проверки наличия утечек в системе электрооборудования необходимо иметь амперметр с максимальной величиной измеряемого постоянного тока до 10 А.

2. Техническое обслуживание аккумулятора

2.1 Значение и сущность технического обслуживания и ремонта автомобилей Чтобы обеспечить работоспособность автомобиля в течение всего периода эксплуатации, необходимо периодически поддерживать его техническое состояние комплексом технических воздействий, которые в зависимости от назначения и характера можно разделить на две группы: воздействия, направленные на поддержание агрегатов, механизмов и узлов автомобиля в работоспособном состоянии в течение наибольшего периода эксплуатации; воздействия, направленные на восстановление утраченной работоспособности агрегатов, механизмов и узлов автомобиля.

Комплекс мероприятий первой группы составляет систему технического обслуживания и носит профилактический характер, а второй — систему восстановления (ремонта).

У нас в стране принята планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта автомобилей. Сущность этой системы состоит в том, что техническое обслуживание осуществляется по плану, а ремонт — по потребности.

Принципиальные основы планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта автомобилей установлены действующим Положением о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта.

Определение технического состояния агрегатов особенно необходимо, когда узел или агрегат отказал. По отдельным практически установленным признакам можно найти сопряжение или узел, где нарушена работоспособность. Но это крайний случай. Желательно момент наступления отказа предвидеть заранее с тем, чтобы его исключить.

В практических условиях узел (агрегат) ремонтируют, детали заменяют на основе имеющегося опыта эксплуатации автомобилей в заданных условиях, пробег до ремонта оценивают по статистическим данным с большой погрешностью.

Повышение точности оценки технического состояния агрегата позволяет уменьшить затраты на ремонт неисправного агрегата за счет прогнозирования пробега автомобиля до наступления предельного изменения технического состояния, если известны предельная величина, закономерность изменения критерия в процессе эксплуатации и состояние узла (агрегата) за предыдущий пробег.

Техническое обслуживание включает следующие виды работ: уборочно-моечные, контрольно-диагностические, крепежные, смазочные, заправочные, регулировочные, электротехническое и другие работы, выполняемые, как правило, без разборки агрегатов и снятия с автомобиля отдельных узлов и механизмов. Если при техническом обслуживании нельзя убедиться в полной исправности отдельных узлов, то их следует снимать с автомобиля для контроля на специальных стендах и приборах.

По периодичности, перечню и трудоемкости выполняемых работ техническое обслуживание согласно действующему Положению подразделяется на следующие виды: ежедневное (ЕО), первое (ТО-1), второе (ТО-2) и сезонное (СО) технические обслуживания.

Положением предусматривается два вида ремонта автомобилей и его агрегатов: текущий ремонт (ТР), выполняемый в автотранспортных предприятиях, и капитальный ремонт (КР), выполняемый на специализированных предприятиях.

Каждый вид технического обслуживания (ТО) включает строго установленный перечень (номенклатуру) работ (операций), которые должны быть выполнены. Эти операции делятся на две составные части контрольную и исполнительскую.

Контрольная часть (диагностическая) операций ТО является обязательной, а исполнительская часть выполняется по потребности. Это значительно сокращает материальные и трудовые затраты при ТО подвижного состава.

Диагностика является частью технологического процесса технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) автомобилей, обеспечивая получение исходной информации о техническом состоянии автомобиля.

Диагностика автомобилей характеризуется назначением и местом в технологическом процессе технического обслуживания и ремонта.

Ежедневное техническое обслуживание (ЕО) выполняется ежедневно после возвращения автомобиля с линии в межсменное время и включает: контрольно-осмотровые работы по механизмам и системам, обеспечивающим безопасность движения, а также кузову, кабине, приборам освещения; уборочномоечные и сушильнообтирочные операция, а также дозаправку автомобиля топливом, маслом, сжатым воздухом и охлаждающей жидкостью. Мойка автомобиля осуществляется по потребности в зависимости от погодных, климатических условий и санитарных требований, а также от требований, предъявляемых к внешнему виду автомобиля.

Как правило, техническое обслуживание нового автомобиля, находящегося в личном пользовании, проводят после обкатки (через 2… 3 тыс. км пробега), а затем через каждые 15 тыс. км (ТО-1) и каждые 30 тыс. км пробега (ТО-2).

Сезонное ТО проводят два раза в год с целью подготовки автомобиля к эксплуатации в теплое и холодное время года. Перечень контрольно-осмотровых и регламентных работ указан в сервисной книжке автомобиля.

2.2 Возможные неисправности аккумулятора. Причины их возникновения и способы устранения Большая часть неисправностей батареи приводит к снижению ее емкости и срока службы. Вследствие уменьшения емкости батареи при включении стартера, особенно в зимнее время, напряжение батареи резко снижается. В результате уменьшается сила тока в цепи стартера и падает его мощность, что затрудняет пуск двигателя.

Основные эксплуатационные неисправности батарей: загрязнение крышек и мастики; трещины в мастике, крышках и стенах бака; окисление выводов батареи и наконечников стартерных проводов; ускоренный саморазряд аккумуляторов; пониженный уровень электролита в аккумуляторах; повышенная или пониженная плотность электролита; сульфатация электродов; преждевременное разрушение электродов; разрыв цепи в межаккумуляторных перемычках.

1. Загрязнение крышек и мастики Вызывает окисление выводов, наконечников проводов и разряд аккумуляторов. Пыль и грязь на крышках и мастике пропитывается электролитом, который замыкает выводы аккумуляторов, и батарея разряжается. Для определения утечки тока по мастике нужно подключить к поверхности мастики (или крышек) вольтметр (лучше милливольтметр). Если вольтметр (или милливольтметр) регистрирует напряжение, то необходимо очистить поверхность батареи от пыли, грязи и электролита. Электролит на поверхности крышек нейтрализуют 10%-ным водным раствором нашатырного спирта или соды с последующей протиркой крышек.

Проверяют и при необходимости прочищают вентиляционные отверстия в пробках.

2. Трещины в мастике, крышках и стенках бака Возникают вследствие старения мастики, а также из-за вибрации аккумуляторной батареи при неполном ее креплении в гнезде. Трещины в мастике и крышках аккумуляторов и неполное прилегание пробок заливочных отверстий вызывают выплескивание электролита на поверхность крышек. Электролит замыкает выводы, что вызывает разряд аккумуляторов. Небольшие трещины в мастике устраняют ее оплавлением. Сильно потрескавшуюся мастику заменяют. При наличии трещин в крышках и стенках бака батарею подвергают ремонту в мастерской (заменяют детали).

3. Окисление выводов батареи и наконечников стартерных проводов Это явление ускоряется при попадании на них электролита, отсутствии смазки и неполном креплении проводов на выводах батареи. При этом повышается сопротивление внешней цепи, особенно цепи стартера, что ухудшает работу потребителей. Окисленные выводы зачищают и смазывают.

4. Ускоренный саморазряд аккумуляторов Нормальный (естественный) саморазряд новых аккумуляторов при бездействии в течение первых 14 суток (для батареи 6СТ-55А — 90 суток) соответствует потере первоначальной емкости не более 10%. Причиной ускоренного саморазряда является образование местных (паразитных) токов в активном веществе электродов. Местные токи появляются в результате возникновения ЭДС между свинцовыми окислами активного вещества и металлическими примесями в решетках электродов или примесями, попавшими в аккумулятор с электролитом или водой. Саморазряд ускоряется при большой загрязненности электролита высыпавшимся из электродов активным веществом и попадании в аккумуляторы посторонних примесей, недистиллированной воды и химически не чистой серной кислоты. Саморазряд ускоряется также при загрязнении крышек аккумуляторов батареи.

После длительного бездействия аккумуляторной батареи при вывернутых пробках наблюдают выделение пузырьков газов из электролита.

Вследствие образования местных токов в активном веществе электродов происходит электролиз воды, поэтому из электролита выделяются водород и кислород, что и является признаком ускоренного саморазряда аккумулятора. Если установлено, что саморазряд аккумулятора происходит из-за загрязнения электролита, то такую батарею необходимо разрядить током, равным 0,1 емкости батареи, до напряжения 1,1 — 1,2 В на один аккумулятор, чтобы посторонние металлы и их окислы, попавшие в аккумулятор перешли с активного вещества минусовых электродов в электролит, после чего вылить весь электролит, а затем залить аккумуляторы свежим электролитом той же плотности, которую имел вылитый электролит, и зарядить батарею.

5. Пониженный уровень электролита в аккумуляторах Уровень электролита понижается вследствие испарения и электролиза воды, а также при утечках через трещины в мастике, крышках, наружных стенках бака и через неплотно завернутые пробки. Активное вещество верхней части электродов, не покрытых электролитом, соприкасаясь с воздухом, сульфатируется и разрушается. Кроме этого, происходит нежелательное уплотнение активного вещества минусовых электродов. В результате этих дефектов снижается емкость аккумуляторной батареи. Проверяют уровень электролита в аккумуляторах (не реже чем через 10 — 15 дней, а в жаркое время года еще чаще) стеклянной трубочкой диаметром 3 — 5 мм, пластмассовым или деревянным стержнем. Уровень электролита должен быть на 10 — 15 мм (у батарей типа 6СТ-55 — 5 — 10 мм) выше предохранительного щитка.

При понижении уровня электролита в аккумуляторы доливают только дистиллированную воду. Для перемешивания воды с электролитом батарею подзаряжают в течение 10 — 15 мин. На автомобиле воду доливают при работающем двигателе.

6. Пониженная или повышенная плотность электролита Плотность электролита понижается в основном при разряде аккумуляторов и сульфатации электродов. При понижении плотности электролита увеличивается внутренние сопротивление батареи и снижается ее емкость. В результате падает сила тока в цепи работающего стартера, а поэтому уменьшаются частота вращения якоря и мощность стартера, что затрудняет пуск двигателя, особенно в зимнее время. Кроме того, в зимнее время может произойти замерзание электролита.

Плотность электролита повышается при испарении воды во время перезаряда аккумуляторов или в результате доливки в аккумуляторы электролита, а не воды. В случае повышения плотности электролита больше нормы ускоряется разрушение активного вещества и решеток электродов, а также ускоряется сульфатация активного вещества, что снижает емкость и срок службы батареи.

Плотность электролита измеряют денсиметром или плотнометром. Показания приборов зависят от температуры, поэтому измерение плотности необходимо производить совместно с измерением температуры. Если температура электролита значительно отличается от +25°С, то к показаниям приборов необходимо добавить или отнять поправку.

Плотность электролита в проверяемых аккумуляторах батареи не должна отличатся более чем на 0,01 г/см³ (10 кг/м), в противном случае батарею необходимо зарядить и произвести корректировку плотности электролита доливкой в аккумуляторы воды в случае, когда плотность будет больше нормы, и доливкой электролита плотностью 1,40 г/см³, когда она будет ниже нормы, предварительно отобрав из аккумуляторов нужное количество электролита. После доливки в аккумуляторы воды или электролита плотностью 1,40 г/см³ нужно продолжить заряд батареи в течение 25 — 30 мин для полного перемешивания электролита и снова измерить плотность его.

По плотности электролита в аккумуляторах судят о степени разреженности аккумуляторов и о пригодности всей батареи к эксплуатации.

Снижение плотности электролита на 0,01 г/см³ по отношению к плотности у полностью заряженного аккумулятора соответствует разряду аккумулятора соответствует разряду аккумулятора примерно на 6%. Например, если плотность электролита в заряженном аккумуляторе была 1,28 г/см³, а измеренная при +25°С — 1,22 г/см³, то плотность понизилась на 36%.

Степень разряженности всей батареи определяется по степени разряженности всей батареи определяется по степени разряженности аккумулятора, имеющего самую низкую плотность электролита. Батареи, разряженные более чем на 25% зимой и более чем на 50% летом, снимают с эксплуатации и заряжают.

В зимнее время на автомобилях с наружной установкой аккумуляторных батарей их необходимо укреплять, а при эксплуатации батарей в очень холодной зоне увеличить плотность электролита.

Короткое замыкание электродов происходит при разрушении сепараторов, большом выпадении активного вещества на дно бака и на кромках сепараторов, выступающих над верхней частью электродов. При работе батареи электролит в аккумуляторах все время перемешивается между нижней и верхней частями бака аккумулятора и переносит частицы высыпавшегося активного вещества на верхние торцы электродов и сепараторов, что и вызывает частичное замыкание электродов. Частичное замыкание электродов возникает и при образовании наростов свинца на кромках минусовых электродов.

Короткозамкнутый аккумулятор быстро разряжается, и электроды его сульфатируются. Плотность электролита в таком аккумуляторе будет менее нормы.

При полном коротком замыкании аккумулятор зарядить нельзя, а напряжение его будет равно нулю. Короткое замыкание пластин определяется сравнением ЭДС аккумуляторов батареи с напряжением, измеренным вольтметром без нагрузки.

Подсчитывая ЭДС по плотности электролита:

ЭДС = 0,84 + г₂₅, (1)

где г₂₅ — плотность электролита, приведенная к 25 °C, г/см³.

Если замеренное напряжение будет меньше ЭДС, подсчитанной по плотности электролита (меньше 2 В), то в аккумуляторе имеется частичное короткое замыкание электродов. В случае полного короткого замыкания показание вольтметра будет равно нулю.

При полном коротком замыкании батарею нужно ремонтировать. Для устранения частичного замыкания электродов аккумулятор промывают дистиллированной водой [8, С. 99].

7. Сульфатация электродов Это явление заключается в образовании крупных труднорастворимых кристаллов сернокислого свинца (сульфата) на поверхности электродов и на стенках пор активного вещества. Кристаллы сульфата забивают поры активного вещества плюсовых и минусовых электродов, что препятствует проникновению электролита в глубь активного вещества. В результате не все активное вещество будет участвовать в работе, что снизит емкость аккумулятора.

Сульфатация электродов ускоряется при длительном хранении батареи без подзаряда, длительном хранении новых сухозаряженных батарей, повышенной плотности электролита, большом разряде, соприкосновении электродов с воздухом при пониженном уровне электролита. Сульфатированная батарея из-за малой емкости быстро разряжается при резком падении напряжения, особенно при включении стартера.

При заряде сульфатированной батареи быстро повышается напряжение и температура электролита и начинается бурное газовыделение, в то время как плотность электролита повышается незначительно, поскольку часть серной кислоты остается связанной в сульфате. Сульфатацию устраняют несколькими циклами разряда-заряда при малой плотности электролита (1,11 — 1,12 г/см³). Заряд производят силой тока не более 0,05С, А (С — номинальная емкость батареи в ампер-часах), доводят плотность электролита до нормы, а затем проводят контрольный разряд батареи силой тока 0,1С. Разряд заканчивают, когда на зажимах одного из наихудших аккумуляторов напряжение понизится до 1,7 В (или 10,2 В на батарее). Батарея считается исправной, если время разряда будет не менее: 7,5 ч для батарей с плотностью 1,29г/см³; 6,5 ч — для 1,27г/см³; 505 ч — для 1,25 г/см³.

Если время разряда батареи будет меньше указанных значений, то такую батарею подвергают нескольким циклам заряда-разряда, контролируя время разряда. Если при повторных разрядах не увеличивается время разряда, то такая батарея требует ремонта. Годные батареи заряжают в обычном порядке и направляют для эксплуатации или на склад хранения.

Контрольный разряд также производят для определения годности работавших батарей к дальнейшей эксплуатации и перед постановкой батарей на длительное хранение.

8. Преждевременное разрушение электродов За время эксплуатации батареи происходит окисление решеток и разрыхление активного вещества, особенно плюсовых электродов. Изменение объема активного вещества при заряде-разряде батареи вызывают отслаивание его от решеток.

В период эксплуатации могут возникнуть и другие причины, которые приводят к ускоренному разрушению электродов. К ним относят: непрочное крепление батареи на автомобиле, длительный перезаряд батареи, замерзание воды в электролите, понижение уровня электролита ниже верхних кромок электродов, короткое замыкание батареи, неумелый пуск двигателя стартером и др.

Короткое замыкание батареи, а также частое и длительное включение стартера способствует короблению электродов, что ускоряет разрушение массы активного вещества, особенно плюсовых электродов. Включать стартер следует не более чем на 5 с и не более 2 — 3 раз подряд. Между включениями рекомендуется делать паузу на 15 — 20 с.

Разрушение электродов ускоряется при повышении плотности и температуры электролита, применении химически не чистой серной кислоты и не дистиллированной воды.

При длительном перезаряде аккумуляторной батареи происходит электролиз воды электролита на кислород и водород. Кислород сильно окисляет решетки плюсовых электродов, что вызывает разрушение их. Одновременно в порах активного вещества электродов будет накапливаться большое количество газов (кислорода и водорода). Давление газов в порах увеличивается, что вызывает разрыхление и выкрашивание активного вещества. Характерным признаком перезаряда являются сильное газовыделение из электролита и быстрое уменьшение уровня его. Во избежание перезаряда аккумуляторных батарей на автомобиле требуется систематически проверять напряжение генератора и при необходимости регулировать.

Разрушение электродов вызывает уменьшение емкости батареи и короткое замыкание разноименных электродов. В аккумуляторных батареях с разрушенными электродами, даже если они полностью заряжены и не имеют сульфатации, напряжение под нагрузкой (особенно стартерной) будет быстро снижаться.

Признаком разрушения плюсовых электродов является бурый цвет электролита, который можно наблюдать при измерении плотности или уровня электролита после заряда батареи.

9. Разрыв цепи в межаккумуляторных перемычках В соединяющих полублоки соседних аккумуляторов перемычках возникает разрыв из-за некачественной сборки батарей или при нежестком креплении батареи на автомобиле. Это приводит к обрыву внутренней цепи аккумуляторной батареи. Определение плотности соединений выводов аккумуляторов и батареи производится покачиванием их от руки (у батарей с внешним расположением перемычек).

Если при измерении напряжения батареи стрелка вольтметра незначительно отклоняется от нулевого деления шкалы или вообще не отклоняется, то внутренняя цепь батареи может иметь обрыв. При ослаблении соединения аккумуляторов напряжение батареи без нагрузки нормальное (12 В), а под нагрузкой близко к нулю. На автомобиле пуск двигателя стартером от такой батареи становится невозможным. При заряде батареи в месте ослабления контакта может появиться искрение (у батарей с прозрачной крышкой оно может быть видно). Батареи с такой неисправностью подлежат ремонту.

2.3 Перечень работ при техническом обслуживании для аккумулятора При ТО-1 очищают аккумуляторную батарею от пыли, грязи и нейтрализуют электролит на мастике и крышках, прочищают вентиляционные отверстия; проверяют крепление и надежность контакта наконечников проводов с выводами батарей; замеряют уровень электролита в каждом аккумуляторе батареи; проверяют крепление батареи в гнезде. При ТО-2 контролируют состояние аккумуляторов батареи по плотности электролита и напряжению под нагрузкой и при необходимости снимают батарею для подзаряда.

Для зарядки аккумуляторной батареи ее требуется снять с автомобиля, очисть корпус аккумулятора от внешних загрязнений, проверить уровень жидкости во всех элементах батареи и при необходимости долить до нормы, пробки оставить вывернутыми.

Для зарядки батареи используют ток силой 5,5 А. Зарядку обычно проводят в течение 3 ч.

Периодически при зарядке проверяют состояние электролита, следят за тем, чтобы его температура не превысила 40 °C. При повышении температуры необходимо или на время прервать зарядку и дать батарее остыть; или уменьшить зарядный ток. При этом через каждый час производят замер напряжения и плотности электролита.

Когда начнется процесс обильного выделения газа, а его напряжение и плотность выровняются (согласно проводимым замерам), зарядку прекращают и производят замер плотности электролита. Если она выше нормы, электролит нужно разбавить дистиллированной водой; когда плотность ниже нормы, указанной в таблице, необходимо долить электролит более высокой плотности.

Чтобы плотность электролита выровнялась, после проведенной доливки нужно оставить аккумулятор на зарядке на полчаса, после чего отключить зарядное устройство, выждать еще 30 мин и откорректировать уровень электролита.

Если он ниже нормы — долить жидкость соответствующей плотности, при излишке — отобрать лишний электролит, используя резиновую грушу для откачки.

Проверяют крепление батареи в гнезде, состояние и крепление наконечников проводов, соединяющих батарею с корпусом автомобиля, выключателем батареи и внешней цепью. При эксплуатации батарей в очень холодной зоне увеличивают плотность электролита перед зимней эксплуатацией и соответственно уменьшают плотность электролита перед летней.

3. Ремонт аккумулятора

3.1 Разборочные работы, осуществляемые в процессе ремонта аккумулятора Для снятия аккумулятора нужно ослабить гайки клемм (рисунок 3.1 а) и отсоединить провода от выводов аккумулятора, затем отвернуть гайку крепления удерживающей планки (рисунок 3.1 6) и вынуть аккумулятор (рисунок 3.3 в).

Рисунок 3.1 — Снятие аккумулятора Для удаления межэлементных соединений их отсоединяют от выводных штырей при помощи трубчатых сверл, которыми высверливают кольцевую канавку вокруг штыря. После этого выводные штыри удаляют высверливанием, а мастику — шпателем, выполненным в виде нагревательной лопатки (по типу электрического паяльника). Далее снимают крышку батареи съемником и удаляют блоки пластин из банок при помощи захватов. Блоки разъединяют на полублоки.

3.2 Дефектация деталей аккумулятора Дефекты, которые возникают в аккумуляторных батареях, подразделяются на внешние и внутренние. К внешним дефектам относятся трещины на стенках банок и крышек, растрескивание и отслаивание мастики, окисление контактов и расшатывание штырей межэлементных соединений. К внутренним дефектам относятся трещины в перегородках между банками, отклонение состава электролита, разрушение решетки и выкрашивание активной массы пластин, сульфатация пластин, короткое замыкание разноименных пластин, уплотнение активной массы пластин, их отрыв от соединительных мостиков и разрушение сепараторов. Аккумуляторные батареи сначала очищают от загрязнений и проводят внешний осмотр. Затем определяют состояние электролита: плотность, уровень над пластинами и напряжение под нагрузкой. Перед сливом электролита необходимо разрядить батарею до напряжения 1,70… 1,75 В на один аккумулятор. Если такой возможности нет, то после разборки полублоки отрицательных пластин тщательно прополаскивают и опускают в воду. Все работы с аккумуляторными батареями должны проводиться в вытяжном шкафу при нормально работающей вытяжной вентиляции, поскольку наличие в воздухе паров электролита и свободного водорода, выделяющегося при заряде батареи, вредно отражается на здоровье человека. Необходимо помнить о том, что соединение атомарного водорода с кислородом воздуха создает взрывоопасную гремучую смесь.

Полублоки очищают и промывают в проточной воде в течение 1 …2 ч. После этого промывают пластмассовые сепараторы (при отсутствии повреждений) и банки аккумуляторных батарей. Банки проверяют на наличие трещин при помощи прибора. Его действие основано на прохождении тока высокого напряжения через зазор в трещине.

Пластины аккумуляторных батарей (положительные — темно-коричневого цвета и более толстые, отрицательные — серогоцвета) имеют следующие дефекты: сульфатация, разрушение и коррозия решеток, уплотнение активной массы, коробление и обломы ушек.

Дефекты сепараторов — сульфатация и коробление

3.3 Методы и способы восстановления работоспособности аккумулятора Рассмотрим особенности восстановления некоторых деталей аккумуляторной батареи. При наличии трещин в перегородках моноблоки и крышки бракуют. Сильно сульфатированные пластины бракуют, слабо сульфатированные восстанавливают (без разборки батареи) продолжительным зарядом током малой силы при низкой плотности электролита (не более 1,11 г/см³). Если сульфатация незначительна, то ее можно устранить кипячением в воде. Коробление устраняют обжатием под прессом.

3.4 Сборочные работы Сборка аккумуляторных батарей включает в себя следующие операции. 1) Сборка пластин в полублоки. Необходимое число пластин (отрицательные — на одну больше) устанавливают в приспособление, на ушки надевают прорезями баретку и заливают свинцом.

2)Сборка блоков из полублоков. Полублоки вставляют один в другой так, чтобы каждая положительная пластина была расположена между двумя отрицательными. Между пластинами, начиная от середины блока, вставляют сепараторы так, чтобы их ребра были обращены к положительным пластинам. 3) Обжим блоков пластин. Эту операцию выполняют в приспособлении, после чего блоки устанавливают в банки. Наличие зазора между блоком и банками устраняется установкой сепаратора.

4)Закрытие аккумулятора крышкой. При этом зазоры уплотняют асбестовым шнуром и проверяют вольтметром электрическую цепь на отсутствие короткого замыкания между пластинами.

5)Заливка крышки аккумулятора мастикой при температуре 170… 180 °C. В качестве мастики применяют смесь нефтяного битума № 5 (75%) и авиационного или машинного масла (25%).

6)Установка на выводные штыри межэлементных соединений и приварка их. Выводные зажимы батареи наплавляют при помощи шаблона. При этом малый диаметр положительного конусного зажима должен составлять 17,5… 17,75 мм, а отрицательного — 15,75… 16,25 мм при конусности 1:9.

Перед установкой аккумулятор очищают от пыли и грязи, протирают крышку, зачищают клеммы и выводы от следов окисла, устанавливают на место, заворачивают гайку крепления удерживающей планки, присоединяют провода и заворачивают гайки клемм, смазывают крепления специальной смазкой, предохраняющей от окисления. После этого аккумулятор готов к работе.

Часто при замене поврежденных батарей в качестве запчастей приобретают отдельные сухозаряженные, которые перед использованием нужно заполнить электролитом и проверить их рабочее состояние.

На новой батарее откручивают пробки и через воронку (лучше стеклянную, так как кислота, из которой состоит электролит, может быть достаточно агрессивной к пластмассе) аккуратно заполняют корпус до максимального уровня. Работу лучше всего проводить при температуре +20—30 °С, при замере плотность электролита должна составлять 1,28 г/см3. После заливки аккумулятора его оставляют на 20 мин, после чего проверяют напряжение — в норме оно не должно быть меньше 12,5 В. Если напряжение ниже этой цифры, но до 10,5 В, батарею необходимо подзарядить. Если показатель еще меньше, батарея считается неисправной и требует замены.

Перед установкой аккумулятора нужно еще раз проверить уровень электролита в батареях, поскольку, когда кислота впитается в пластины и сепараторы, ее уровень несколько понизится и его нужно восстановить до рекомендуемого, заливая тот же электролит, что и вначале.

3.5 Послеремонтные испытания Проверка напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) проводится через 6−8 часов после выключения двигателя (или зарядного тока при заряде от внешнего зарядного устройства).

У полностью заряженной батареи плотность электролита составляет 1,28±0,01 г/см³. 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 аккумуляторах одинаково (с разбросом ±0,01 г/см³), это говорит о степени заряженности батареи и отсутствии внутренних замыканий. При наличии внутреннего короткого замыкания плотность электролита в дефектном аккумуляторе будет значительно ниже (на 0,10−0,15 г/см³), чем в остальных ячейках.

Универсальный ареометр показан на рисунке 3.2. При измерении поплавок не должен касаться стенок цилиндрической части стеклянной трубки. Одновременно необходимо замерить температуру электролита. Результат измерения плотности приводят к +25°C. Для этого к показаниям денсиметра надо прибавить или отнять поправку, полученную с помощью таблицы 3.1 (в соответствии со знаком указанного значения поправки).

Если при измерении окажется, что НРЦ ниже 12,6 В, а плотность электролита ниже 1,24 г/см³, батарею необходимо подзарядить и проверить зарядное напряжение на ее клеммах при работающем двигателе.

Перед проверкой надо убедиться, что батарея заряжена до напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) не ниже 12,6 В или что плотность электролита не ниже 1,26 г/см³ при нормальном его уровне. Если АКБ недозаряжена, ее следует зарядить с помощью внешнего зарядного устройства. Уровень электролита надо довести до нормы, доливая дистиллированную воду.

После того, как батарея приведена в нормальное состояние, надо запустить двигатель и установить его обороты на уровне 1500−2000 мин?1. Затем необходимо включить дальний свет и измерить с помощью вольтметра напряжение на клеммах батареи.

Рисунок 3.2 — Универсальный ареометр

Таблица 3.1 — Температурные поправки к показаниям денсиметра при приведении плотности электролита к +25°C

Если напряжение находится в пределах 13,9−14,3 В, значит система работает в оптимальном режиме, который может обеспечить максимально возможный заряд АКБ.

Для проверки наличия утечек в системе электрооборудования необходимо иметь амперметр с максимальной величиной измеряемого постоянного тока до 10 А.

Клемму, соединенную с массой автомобиля (и в отечественных, и в импортных автомобилях — отрицательная), отсоединяют от полюсного вывода батареи и в разрыв цепи включают амперметр.

При исправном электрооборудовании и отсутствии утечек оказание амперметра будет равно нулю.

Если ток утечки больше 30 мА, необходимо найти и устранить причину этой утечки.

Запуск двигателя необходимо производить кратковременными попытками по 5−10 секунд с паузами между ними не менее одной минуты. Если после 3-х попыток подряд двигатель не проявляет «признаков жизни», хотя стартер «крутит» его, как обычно, необходимо прекратить попытки и поискать причину, из-за которой двигатель не работает. Только найдя и устранив неисправность, следует возобновить попытки пуска, иначе батарея разрядится.

Если же стартер плохо, очень медленно, «с натугой» проворачивает двигатель, это говорит о потере работоспособности батареи. Первым делом надо проверить плотность электролита в каждом аккумуляторе, а если нет пробок — напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) батареи. Проверку НРЦ следует проводить через 15−20 минут после попытки пуска. Если НРЦ ниже 12,5 В, значит батарея разряжена и ее необходимо зарядить.

Выдача автомобиля включает в себя контроль качества, проверку автомобиля после обслуживания и ремонта, проверку объема выполненной работы и ее соответствие договору, оформление документов на автомобиль, оплату стоимости работ [9, С. 123].

3.6 Организация рабочего места слесаря по ремонту автомобилей Рабочее место — единица структуры предприятия, где размещены исполнители работы, технологическое оборудование, часть конвейера, оснастка и предметы труда. Это первичное и основное звено производства. Правильная организация рабочего места предполагает четкое определение объема и характера, выполняемых на нем работ, необходимое оснащение, рациональную планировку, систематическое обслуживание, благоприятные и безопасные условия труда.