Всеки, който се е занимавал с акумулаторни батерии, знае, че основните им характеристики са номинално напрежение и капацитет на зареждане. Но за да поддържате производителността на батерията, също толкова важен параметър е плътността на батерията. Разбира се, всъщност говорим за плътността на електролита в акумулатора. Но често се използва този жаргонен израз. Наблюдението на концентрацията на електролити е толкова необходимо, колкото редовното зареждане на източника на ток.
Какво се влияе от плътността на електролитите
Повечето батерии използват оловни плочи, а работната среда е сярна киселина, разредена с вода. Наситеността на разтвора, измерена в грамове / см3, е характеристиката, която влияе върху способността на батерията да акумулира заряд за по-късна употреба.
Дизайн на оловно-кисела батерия
Концентрацията на киселина в електролитния разтвор и работата на батерията са пряко свързани.
- При ниска плътност способността на източника на ток да акумулира капацитета на заряда, който осигурява неговата производителност също намалява. При ниска плътност батерията се разрежда по-бързо и не издава зададения максимален ток.
- Ако стойността на този параметър падне под определена стойност, тогава при замръзване водата в електролита може да замръзне и батерията напълно ще се откаже.
- Но при висока плътност процесът на сулфатиране на оловни плочи рязко се ускорява. Това означава, че при слаб заряд на батерията върху тях се образува оловен сулфат, който вече не се преобразува, когато се зарежда обратно към олово. Това води и до намаляване на способността за натрупване на необходимия заряд, а с течение на времето - до пълна повреда на батерията.
Затова е важно да се поддържа стойността на този параметър в съответствие с установените и тествани стандарти. Значително намаляване или превишаване на регулаторните стойности не допринася за производителната работа на батерията.
Студ, при който съдържанието на батерията може да замръзне, са показани на фигурата.
Точката на замръзване на воден разтвор на киселина, в зависимост от нейната плътност
Нормативни индикатори за електролитична плътност
Със сигурност много автомобилисти, запознати с проблемите на поддържането на работата на акумулатора, знаят цифрата 1,27 g / cm3. Такава се счита за оптималната плътност, при която киселинните батерии са в състояние да увеличат максимално своите възможности.
Но тази стойност не е вярна за всички. видове батерии и техните работни задачи. Освен това оптималната плътност варира при различни температури, при които трябва да работи батерията. Следователно оптималните стойности през зимата и лятото ще бъдат малко по-различни.
Предназначение на оловно-киселинни батерии
- Стартовите батерии са проектирани да осигуряват максимално възможен ток при стартиране на различни двигатели. Това е, на първо място, автомобилни акумулатори. Стандартната стойност на плътността за тях е 1,26 - 1,28 g / cm3.
- Тяговите батерии трябва да осигуряват постояннотокови електрически двигатели за дълго време. Едно от техните приложения са електрическите автомобили и други електрически задвижващи превозни средства.Най-добрата стойност на плътността на електролитите за тези батерии също е в границите 1,26 - 1,28 g / cm3.
- Стационарните батерии се използват за захранване на всякакви електрически вериги и устройства. Обикновено се намира на едно място на закрито. За тях се препоръчва намалена стойност от 1,22 - 1,24 g / cm3.
Зависима от температурата
Околната температура се променя - стойностите на плътността на водния разтвор на киселина също се променят. С повишаване на температурата способността на акумулатора да акумулира заряд се увеличава с около 1% с всяка степен. С намаляването на температурата, разбира се, тази способност намалява. Затова се препоръчва да се поддържа батерията при високи стойности на плътност при студено време и да се намалят тези показатели за горещо време.
Работа на батерията при различни температури в зависимост от плътността
Разбира се, никой няма да се занимава с промяна при всеки скок във времето. Точно преди настъпването на студеното време е полезно леко да увеличите плътността на батерията, а преди летния сезон - да я намалите. Освен това има норми за оптимална плътност за райони с различен климат. Очаква се тези нормативни стойности да се придържат през цялата година, с редки изключения. За различни региони се счита за нормално:
- В студен климат 1,27 - 1,30 g / cm3
- В средната лента 1,25 - 1,28 g / cm3
- В топли райони 1,22 - 1,25 g / cm3
По-подробно тези спецификации са посочени в таблицата.
Стандартни стойности на плътност на електролита на акумулатора за различни температурни условия
Как да проверите плътността на електролита в кисела батерия
За да се тества тази характеристика, се предлагат прости измервателни уреди, наречени автомобилни хидрометри или денсиметри. Работата им се основава на прилагането на закона на Архимед, тоест способността на товара да потъва на различни дълбочини в зависимост от плътността на течността. В структурно отношение хидрометърът съдържа:
- Стъклена или пластмасова колба.
- Стъклен поплавък с товар и маркировки върху него, съответстващи на измерените стойности.
- От едната страна на колбата се носи гумена крушка, предназначена за изтегляне на електролит в колбата.
- От обратната страна е поставена гумена дюза, през която се взема течност от отвора за пълнене на батерията.
Измерената стойност се определя от линията на поплавъка, до която достига течността, събрана в хидрометъра.
Едноплаващ хидрометър за кола
Има по-прости хидрометри, в които има няколко малки тежести с пръчки с различни тежести за всеки. На всяко тегло (или върху колбата срещу него) се прилага съответната стойност на плътност. Резултатът от измерването се определя от максималната стойност на изскачащите тегла. Такъв хидрометър е по-евтин, но няма достатъчна точност.
Мултиплав автомобилен хидрометър
Самото измерване на хидрометъра се извършва, както следва:
- Носът на хидрометъра попада в акумулатора през отвора за пълнене. Има устройства не с гума, а с пластмасов нос. В този случай трябва внимателно да го потопите в електролита, за да не повредите оловните плочи.
- С помощта на круша се събира електролит в колба. За влагомери с единична поплавък трябва да контролирате количеството на събраната течност. Трябва да е достатъчно, така че поплавъкът да плува свободно вътре в крушката. Но и вие не можете да получите много течност Тогава поплавъкът може да опира до горния ръб на крушката. Показанията на хидрометъра в този случай ще бъдат ненадеждни.
- След като вземем течността, ние гледаме - напротив, какви са рисковете върху поплавъка е неговото ниво. Числата до риска ще показват стойността на плътността.
За хидрометри с няколко поплавъка стойността на плътността се определя от плаващите поплавъци. Плаващото тегло с максималния брой върху него просто показва резултата от измерването.
Четене с помощта на хидрометър
За акумулаторни батерии от няколко клетки, проверката се извършва отделно във всяка банка.
Обичайната цена на разделянето на батериите с хидрометри е 0,01 g / cm3. Но се предлагат и хидрометри с по-точна скала.
След приключване на измерванията, хидрометърът трябва да се промие обилно с дестилирана вода.
Условия, при които трябва да се правят измервания
Преди да започнете измерванията на концентрацията на електролит, е необходимо да се придържате към прости правила. И в някои случаи ще е необходимо да се коригират показанията на хидрометъра в зависимост от условията, при които са получени.
Най-необходимото условие е поддържането на необходимото ниво на течност в самата батерия. Плътността ще бъде измерена правилно, но за безопасна работа на батерията ще е необходимо нивото да се нормализира. И това ще доведе до промяна на плътността.
Ниво на зареждане на батерията
Плътността на електролита се променя, когато батерията се зарежда / разрежда. С изпускане той намалява, със заряд се увеличава. В зависимост от степента на разреждане на батерията, стойностите се променят, както следва.
Зависимост на показанията на хидрометъра от степента на заряд на батерията
Едва ли е възможно точно да се определи нивото на разреждане. Затова първо трябва да заредите напълно батерията, да изчакате няколко часа и едва след това да направите измервания.
Ако са извършени някакви действия с водно-киселинен разтвор - чрез добавяне на дестилирана вода или самата киселина, тогава не трябва да измервате плътността веднага след тях. Необходимо е да изчакате, докато добавената течност се смеси напълно в батерията.
Температура по време на измерванията
Калибрирането на стандартните хидрометри е ориентирано към температура от +25 ° С. За да се получат най-точните показания, измерванията на плътността на електролитите трябва да се извършват при същата температура. През зимата тестваната батерия трябва да се постави на топло място и да се остави да се загрее до желаната температура. Но не бива да правите измервания буквално у дома. Киселинен разтвор може случайно да развали мебели или дрехи. По-добре е да използвате отоплена стая, пригодена за такава работа.
Ако не е възможно да направите измервания при препоръчителна температура 20 - 25 ° C, тогава можете да направите измервания при всяка температура и след това да използвате таблицата за корекция:
Корекционни стойности за измервания при различни температури
Редовните проверки на плътността на електролита в акумулатора ще позволят не само да се поддържа в оптимални условия за работа, но и да се идентифицират навреме възможни проблеми и неизправности.
