Электролит — это смесь из серной кислоты и дистиллированной воды. Он является не отъемлющей составляющей любого аккумулятора. Очень важно следить за его состоянием и уровнем и при необходимости доливать или менять. В противном случае АКБ может выйти из строя.
Для чего нужен электролит в аккумуляторе
В свинцово-кислотных батареях происходят электрохимические процессы, благодаря которым получается электричество. Эти процессы возможны только при непосредственном участии электролита.
В АКБ имеются отрицательно и положительно заряженные пластины. В их состав входят свинцовые токоотводящие элементы. Они могут иметь различные добавки, от которых зависит тип аккумулятора.
В зависимости от плотности электролита зависит степень заряженности аккумулятора. Если она будет повышенная, то АКБ будет перезаряжена, а агрессивная среда вообще может нанести вред батареи. Когда она понижена, то батарея будет разряжена. Плотность концентрированной кислоты для аккумуляторной батареи составляет 1,835. Для того чтобы привести к нормальному показателю необходимо использовать дистиллированную воду.
Диапазон показателей нормально заряженного аккумулятора находится в пределах 1,23 – 1,25 гр/см3. При старте двигателя, включении аудио и световых элементов происходит разрядка АКБ. Происходит это из-за протекания электрохимической реакции. Вещество теряет серную кислоту, в результате чего происходит падение плотности и разрядка батареи.
Сколько электролита должно быть в аккумуляторе
Владелец автомобиля должен постоянно следить за уровнем электролита. Если он понизится, то необходимо будет долить дистиллированную воду. В зависимости от емкости батареи будет зависеть объем смеси:
- 55 Ач – 2,5 л;
- 60 Ач – 2,7-3 л;
- 62 Ач – около 3 л;
- 65 Ач – около 3,5 л;
- 75 Ач – 3,7-4 л;
- 90 Ач – 4,4-4,8 л;
- 190 Ач – около 10 л.
В зависимости от производителя, технологии и модели эти цифры могут разниться, поэтому они условные. Главное запомнить, что электролит должен полностью покрывать пластины на 10-15 мм и они ни в коем случае не должны выступать.
Датчик на крышке аккумулятора
Как проверить уровень электролита в аккумуляторе
У большинства АКБ на банках есть шкала со значением MIN и MAX именно в этом диапазоне должен находиться электролит. Встречаются модели с пластиковыми язычками под пробками опускающиеся внутрь банок, они должны погружаться в жидкость на 5 мм.
Современные аккумуляторы оснащены специальным датчиком на корпусе, который говорит о низком уровне электролита и о степени разряженности батареи.
Если по какой-то причине никаких обозначений нет, то можно прибегнуть к следующему способу:
- Взять не большую чистую трубочку;
- Протираем начисто и насухо корпус аккумулятора;
- Откручиваем крышки со всех банок;
- Под прямым углом опускаем трубочку в банку и касаемся ее пластин;
- Плотно зажимаем пальцем верхнее отверстие трубочки;
- Аккуратно вытаскиваем и замеряем высоту жидкости (должно быть на уровне 10-15 мм);
- Повторяем процедуру со всеми банками.
Если в банках не будет хватать смеси, то нужно будет долить дистиллированную воду. Доливать нужно до тех пор, пока пластины полностью не закроются. Дистиллированную воду можно купить в аптеке. Заливать обычную водопроводную воду нельзя.
Если эксплуатировать автомобиль с «оголенными пластинами», то они быстро осыплются и развалится.
Сейчас на рынке имеются необслуживаемые аккумуляторы. Если на корпусе отсутствуют крышки, то в него долить воду не получится.
Почему может упасти уровень электролита
Если батарея не герметично запаянная, то жидкость потихоньку испаряется и выкипает. Поэтому периодически требуется доливать дистиллированную воду.
Так же при зарядке всегда происходит закипание смеси, поэтому после каждой зарядки рекомендуется замерять уровень электролита. Предварительно нужно подождать, пока не прекратит кипеть электролит.
Что можно доливать в аккумулятор воду или электролит
Если пластины аккумуляторной батареи не закрыты, значит, уровень вещества недостаточно высокий и необходимо долить дистиллированную воду. При этом простую воду заливать нельзя, поскольку в ней имеются различные примеси, которые могут нарушить работу АКБ вывести его из строя.
Если смесь имеет достаточную плотность, то доливается дистиллированная вода. Если плотность электролита приближается к нижней отметке, то можно доливать щелочную смесь. При прохождении тока через аккумулятор, происходит расход кислоты. Процесс называется диффузией H2SO4 между объемом и электродом. Так происходит поддержание напряжения на клеммах аккумуляторной батареи.
Что делать если низкий уровень электролита
В случае падения уровня электролита его необходимо будет долить. Для начала стоит залить дистиллированную воду и поставить аккумулятор на зарядку. Если плотность не начнет повышаться, то можно попробовать слить всю жидкость и полностью заменить электролит.
Иногда АКБ разряжается до такой степени, что доливка новой смеси может быть нецелесообразной. Если элемент прослужил не долго, то сделать такую процедуру можно. Но это не всегда работает на старых батареях. Они приходят в негодность, если эксплуатируются на электролите с низким щелочным уровнем.
Все, кто имел дело с аккумуляторными батареями, знают, что их основными характеристиками являются номинальное напряжение и емкость заряда. Но для поддержания работоспособности АКБ не менее важным является такой параметр как плотность аккумулятора. Конечно, на самом деле речь идет о плотности электролита, находящегося в аккумуляторной батарее. Но зачастую используется именно это жаргонное выражение. Контролировать концентрированность электролита так же необходимо, как и регулярно заряжать источник тока.
На что влияет плотность электролита
В большинстве аккумуляторных батарей применяются свинцовые пластины, а рабочая среда – серная кислота, разбавленная водой. Насыщенность раствора, измеряемая в грамм/см3, и является той характеристикой, которая влияет на способность аккумулятора накапливать заряд для последующей работы.
Схема устройства свинцово-кислотной АКБ
Концентрация кислоты в растворе электролита и работоспособность аккумуляторной батареи напрямую связаны между собой.
- При малой плотности падает и способность источника тока накапливать ту емкость заряда, которая обеспечивает его рабочие характеристики. При малой плотности батарея быстрее разряжается и не выдает положенный максимальный ток.
- Если величина этого параметра опустится ниже определенного значения, то в мороз вода в электролите может замерзнуть, и аккумулятор полностью выйдет из строя.
- Но при высокой плотности резко ускоряется процесс сульфатации свинцовых пластин. Это означает, что при слабом заряде АКБ на них образуется свинцовый сульфат, который уже не преобразуется при заряде обратно в свинец. Это также приводит к уменьшению способности накапливать необходимый заряд, а с течением времени – к полному выходу батареи из строя.
Поэтому важно поддерживать значение этого параметра в соответствии с установленными и проверенными нормами. Значительное уменьшение или превышение нормативных значений не способствует продуктивной работе аккумуляторной батареи.
Холод, при котором возможно замерзание содержимого батареи, показаны на рисунке.
Точка замерзания водно-кислотного раствора в зависимости от его плотности
Нормативные показатели электролитической плотности
Наверняка многие автолюбители, знакомые с проблемами поддержания работоспособности аккумуляторов, знают цифру 1,27 г/см3. Именно такой считается оптимальная плотность, при которой кислотные аккумуляторы способны максимально реализовывать свои возможности.
Но это значение справедливо не для всех типов аккумуляторов и их рабочих назначений. К тому же оптимальная плотность меняется для разных температур, при которых приходится работать батарее. Поэтому оптимальные значения зимой и летом будут несколько отличаться.
Назначение свинцово-кислотных аккумуляторов
- Стартерные АКБ предназначены для выдачи максимально возможного тока при запуске различных двигателей. Это, в первую очередь, автомобильные АКБ. Нормативное значение плотности для них 1,26 – 1,28 г/см3.
- Тяговые АКБ должны обеспечивать работу электродвигателей постоянным током в течение длительного времени. Одно из их применений – электрокары и другие движущие средства на электрической тяге. Наилучшее значение плотности электролита для этих АКБ тоже находится в пределах 1,26 – 1,28 г/см3.
- Стационарные АКБ применяют для питания любых электрических схем и приборов. Обычно находятся на одном месте в помещении. Для них рекомендована пониженное значение 1,22 – 1,24 г/см3.
Зависимость от температуры работы
Изменяется окружающая температура – изменяются и значения плотности водно-кислотного раствора. При возрастании температуры способность аккумуляторной батареи накапливать заряд увеличивается примерно на 1% с каждым градусом. С понижением температуры, естественно, эта способность уменьшается. Поэтому рекомендуется в холодную погоду держать АКБ при повышенных плотностных значениях, а для жаркой погоды – снижать эти показатели.
Работоспособность АКБ при различных температурах в зависимости от плотности
Конечно, никто не будет заниматься изменением при каждом скачке погоды. Просто перед наступлением холодов полезно немного увеличить аккумуляторную плотность, а перед летним сезоном – понизить ее. Кроме того, существуют нормы оптимальной плотности для районов с различным климатом. Этих нормативных значений полагается придерживаться круглый год, за редкими исключениями. Для разных регионов считается нормальной:
- В холодном климате 1,27 – 1,30 г/см3
- В средней полосе 1,25 – 1,28 г/см3
- В теплых районах 1,22 – 1,25 г/см3
Более подробно эти нормативы указаны в таблице.
Нормативные значения плотности электролита АКБ для различных температурных условий
Как проверить плотность электролита в кислотном аккумуляторе
Для проверки этой характеристики выпускаются простые измерители, называемые автомобильными ареометрами или денсиметрами. Их работа основана применении закона Архимеда, то есть способности груза погружаться на разную глубину в зависимости от плотности жидкости. Конструктивно ареометр содержит:
- Стеклянную или пластиковую колбу.
- Стеклянный поплавок с грузом и нанесенными на нем делениями, соответствующими измеряемым значениям.
- С одной стороны колбы одевается резиновая груша, предназначенная для засасывания электролита внутрь колбы.
- С противоположной стороны – резиновый носик, через который происходит забор жидкости из заливного отверстия АКБ.
Измеряемое значение определяется по той черте на поплавке, до которой доходит жидкость, набранная в ареометр.
Автомобильный ареометр с одним поплавком
Существуют более простые ареометры, в которых в колбе находятся несколько грузиков-палочек с разным весом у каждой. На каждом грузике (или на самой колбе напротив него) нанесено соответствующее значение плотности. Результат измерения определяется по максимальному значению всплывших грузиков. Такой ареометр более дешевый, но не обладает достаточной точностью.
Автомобильный ареометр с несколькими поплавками
Само измерение ареометром проводится так:
- Носик ареометра опускается в аккумулятор через заливное отверстие. Есть приборы не с резиновым, а с пластиковым носиком. В этом случае нужно погружать его в электролит осторожно, чтобы не повредить свинцовые пластины.
- С помощью груши в колбу набирается электролит. Для ареометров с одним поплавком нужно контролировать количество набираемой жидкости. Ее должно быть столько, чтобы поплавок свободно плавал внутри колбы. Но нельзя набирать и много жидкости. Тогда поплавок может упереться в верхний край колбы. Показания ареометра в этом случае будут недостоверны.
- После забора жидкости смотрим – напротив какой риски на поплавке находится ее уровень. Цифры рядом с риской покажут значение плотности.
Для ареометров с несколькими поплавками значение плотности определяется по всплывшим поплавочкам. Плавающий грузик с максимальным числом на нем как раз и показывает результат измерения.
Получение показаний с помощью ареометра
Для аккумуляторных батарей из нескольких элементов проверка проводится отдельно в каждой банке.
Обычная цена деления в аккумуляторных ареометрах составляет 0,01 г/см3. Но выпускаются ареометры и с более точной шкалой.
После окончания измерений необходимо тщательно промыть ареометр дистиллированной водой.
Условия, при которых следует проводить измерения
Прежде чем начать замеры концентрированности электролита, необходимо придерживаться несложных правил. А в некоторых случаях придется корректировать показания ареометра в зависимости от условий, при которых они были получены.
Самым необходимым условием является поддержание требуемого уровня жидкости в самой АКБ. Плотность будет замерена правильно, но для безопасной работы батареи необходимо будет довести уровень до нормы. А это приведет к изменению плотности.
Степень заряженности АКБ
Плотность электролита меняется при заряде/разряде аккумулятора. При разряде она уменьшается, при заряде – увеличивается. В зависимости от степени разряда аккумуляторной батареи значения меняются следующим образом.
Зависимость показаний ареометра от степени заряда батареи
Вряд ли можно точно определить уровень разряда. Поэтому сначала необходимо полностью зарядить аккумулятор, подождать несколько часов, и только потом проводить измерения.
Если с водно-кислотным раствором проводились какие-либо действия – долив дистиллированной воды или самой кислоты, то не стоит замерять плотность сразу после них. Необходимо подождать, пока долитая жидкость полностью перемешается в аккумуляторе.
Температура при проведении измерений
Калибровка стандартных ареометров ориентируется на температуру +25 °С. Для получения наиболее точных показаний замеры плотности электролита нужно проводить при такой же температуре. Зимой тестируемую АКБ надо занести в теплое место и дать ей прогреться до нужной температуры. Но не стоит проводить измерения буквально в домашних условиях. Раствор кислоты может случайно испортить мебель или одежду. Лучше воспользоваться отапливаемым помещением, приспособленным для таких работ.
Если же нет возможности проводить измерения при рекомендованной температуре в 20 – 25 °С, то можно сделать замеры при любой температуре, а затем воспользоваться корректировочной таблицей:
Корректировочные значения для измерений при разных температурах
Регулярные проверки плотности электролита в аккумуляторе позволят не только поддерживать его в оптимальных условиях для работы, но и своевременно выявить возможные проблемы и неисправности.
Если на машине установлен источник питания обслуживаемого типа, снабженный откручивающимися пробками, автолюбитель может в любой момент проверить плотность электролита в аккумуляторе. Периодические замеры позволяют контролировать работоспособность батареи и поддерживать ее в нормальном техническом состоянии. Отсюда задача данной публикации – рассказать о процедуре измерения и способах корректировки плотности.
Условия проведения замеров
Показателем «здоровья» кислотно-свинцовых аккумуляторов является плотность электролита, измеряемая в граммах на кубический сантиметр (г/см 3 ). Последний представляет собой раствор обессоленной (дистиллированной) воды с концентрированной серной кислотой. Когда источник питания отдает энергию бортовой сети автомобиля, данный параметр снижается, в процессе зарядки и восстановления – повышается.
Благодаря описанному свойству электролитической жидкости техническое состояние обслуживаемого аккумулятора можно контролировать. Когда в одной из секций (в просторечии – банок) плотность раствора остается низкой, невзирая на длительную подзарядку, встает вопрос о работоспособности батареи и необходимости ее замены. Превышение нормы указывает на испарение воды из электролита вследствие постоянного кипения – жидкость становится плотнее.
Справка. В процессе кипения электролита испаряется только вода, серная кислота остается в растворе, но ее концентрация возрастает. Водяной пар выходит наружу через специальный клапан.
Замер плотности производится в определенных условиях:
- температура электролитической жидкости находится в пределах 20–22 °С;
- источник питания должен быть полностью заряжен;
- температура окружающей среды – 20–25 °С.
При соблюдении перечисленных условий нормальный показатель для всех банок исправного аккумулятора составит 1,27–1,29 г/см 3 , минимально допустимый – 1,25 г/см 3 . Если не выдержать указанные требования и измерить плотность электролита при более низкой температуре либо на разряженной батарее, то результаты не отразят реальной картины. Полученные значения будут заметно ниже нормы.
Подготовка к проверке
Чтобы добиться максимально точных результатов замеров, выполните ряд подготовительных действий:
- Очистите от пыли и грязи поверхность корпуса, где расположены пробки. Задача – избежать попадания мусора внутрь после выкручивания крышек.
- Зарядите аккумуляторную батарею до максимума.
- В холодный период года аккумулятор придется снять с автомобиля, занести в теплое место и дать корпусу прогреться до комнатной температуры.
- Перед подзарядкой выверните пробки и убедитесь, что пластины каждой секции полностью погружены в кислотный раствор. При необходимости долейте дистиллированную воду и произведите зарядку.
Оптимальный уровень электролита над пластинами – 15 мм, минимальный – 1 см. Проверить несложно: опустите в колодец тонкую стеклянную трубку, закройте с другого конца пальцем и вытащите наружу. Высота столба жидкости в трубке покажет реальный уровень над банками.
Из инструментов потребуется специальный прибор для измерения плотности – ареометр. Представляет собой стеклянную колбу с грушей для всасывания жидкости, внутрь помещен прозрачный поплавок с цифровой шкалой. Нехитрый прибор действует по закону Архимеда – чем плотнее раствор, тем сильнее он выталкивает погруженное тело.
Справка. Некоторые необслуживаемые источники питания оснащаются пластиковым глазком, позволяющим наблюдать за состоянием жидкости. Аккуратно демонтировав эту деталь, вы получите доступ хотя бы к одной секции батареи.
Перед измерениями установите источник питания на ровную поверхность либо закрепите в штатном кронштейне автомобиля. Выкрутите все крышки – поскольку секции разделены глухими стенками и не сообщаются между собой, мерить придется в каждом колодце отдельно. Правильно проверить плотность кислотного раствора поможет шкала ареометра – большинство производителей ставят на ней минимальную и максимальную отметку.
Как правильно измерять?
Процесс замера сложности не представляет и выполняется в следующем порядке:
- Опустите наконечник в первый открытый колодец, сдавите резиновую грушу и втяните электролит внутрь колбы.
- Удерживая ареометр вертикально и не вынимая из отверстия, добейтесь, чтобы поплавок не касался стенок колбы.
- Запомните показания и выдавите кислотный раствор обратно в аккумулятор.
- Операцию повторите на оставшихся банках.
Совет. Держите под рукой ветошь, чтобы обтирать наконечник от электролита после извлечения из очередного колодца. Используйте резиновые перчатки – жидкость агрессивна и способна разъесть кожу при попадании.
Выполняя измерение плотности электролита в аккумуляторе, записывайте показания по каждой секции. Чтобы освободить руки, аккуратно откладывайте ареометр на ветошь. По окончании замеров хорошенько промойте стеклянные детали прибора проточной водой и переходите к анализу результатов.
Показатель выше нормы
Если в одной либо нескольких банках электролит оказался плотнее нормы, есть повод проверить исправность регулятора напряжения и электрогенератора. Что происходит в батарее: концентрация кислоты в растворе повышается из-за недостатка воды, которая испаряется вследствие кипения. Значит, имеет место так называемая перезарядка – напряжение на клеммах аккумулятора слишком велико.
Восстановить требуемую плотность электролита довольно просто – необходимо добавить в нужные секции дистиллированную воду пользуясь инструкцией:
- Измерьте уровень электролита в банке. Если он оказался недостаточным, долейте нужное количество воды и повторите замер плотности.
- В случае когда уровень жидкости соответствует норме, доливать дистиллят нельзя. Пользуясь грушей ареометра, отсосите часть раствора и слейте его в стеклянную закрывающуюся емкость.
- Доливая порции чистой воды и электролита, добейтесь оптимальной концентрации кислоты в растворе – 1,27 г/см 3 .
После восстановления нормальной плотности во всех банках аккумулятор рекомендуется дополнительно зарядить малым током – до 3 ампер.
Пониженная плотность раствора
Если проверка ареометром выявила низкую концентрацию кислоты в одной секции, за батареей придется наблюдать. Вполне вероятно, что между пластинами произошло замыкание и срок службы источника питания исчерпан. Вариант второй – сульфатация пластин, возникающая из-за глубокого разряда либо недостаточного напряжения зарядки на автомобиле.
Сделать электролитическую жидкость плотнее можно тремя проверенными способами:
- испарение лишней воды путем длительной зарядки и медленного кипячения;
- замещение части кислотного раствора более концентрированным;
- добавление серной кислоты.
Примечание. Существует способ полной замены жидкости, предусматривающий промывку батареи. Не применяйте его без крайней нужды – в процессе опорожнения свинцовые крошки, осевшие на дне аккумулятора, могут попасть между пластин и устроить замыкание, ведущее к разрушению банки и непригодности источника питания к дальнейшей эксплуатации.
Для реализации первого способа понадобится зарядное устройство, чей ток регулируется вручную. Порядок действий выглядит так:
- Определите ток зарядки, взяв 3% от начальной емкости батареи. Пример: аккумулятор на 60 А*ч нужно заряжать силой тока 60 х 0,03 = 1,8 А.
- Поставьте автономный источник питания на зарядку и дождитесь появления пузырьков.
- Отрегулируйте ток заряда и по мере испарения воды измеряйте плотность. Когда она достигнет нормы, отключите «зарядник».
Если в процессе кипения уровень жидкости сильно понизился, придется купить готовый электролит нормативной плотности 1,27 г/см 3 и долить нужное количество в банки.
Замещение кислотного раствора производится по аналогии с доливкой дистиллированной воды. Жидкость отсасывается из колодца грушей, на ее место заливается более плотный раствор, купленный в магазине. В продаже имеются электролиты с показателями 1,34–1,41 г/см 3 . Затем делается проверка плотности, при необходимости – корректировка и полная зарядка батареи.
Трудность третьего варианта заключается в отсутствии раствора серной кислоты высокой концентрации – отыскать и купить его практически невозможно. Если вам удалось достать указанное химическое вещество, добавляйте его в банки маленькими порциями, буквально по 1 см 3 , с помощью шприца. Действуйте осторожно и пользуйтесь средствами индивидуальной защиты – серная кислота весьма агрессивна.