Плотность аккумулятора — нормальные значения и способы проверки

Нормы плотности электролита в аккумуляторе

Чтобы понять, какая плотность должна быть в аккумуляторе – необходимо ознакомиться с нормативами, определяющими допустимое содержание кислоты в рабочем растворе. При этом исходят из того, что указанный показатель измеряется в граммах на сантиметр кубический. Практика показала, что любой аккумулятор работает нормально до тех пор, пока плотность электролита в его банках держится на уровне номинальных значений от 1,23 до 1,30.

Важно! Большой разброс этого показателя свидетельствует о том, что он может меняться во времени, оставаясь в рамках допустимых границ.

Так, для летнего и зимнего сезонов, например, нормируемые показатели плотности электролита существенно разнятся. Чтобы узнать, соответствует ли измеренное значение норме – нужно сделать следующее:

— сопоставить нормируемый показатель плотности электролита в аккумуляторе в зимнее время, например, с температурой на улице;

— учесть рекомендации производителей АКБ, указывающие на зависимость его работоспособности от климатических условий;

— при определении точного значения показателя руководствоваться специальной таблицей, прилагаемой к батарее в виде наклейки на корпусе (иногда она приводится в паспорте или в инструкции пользователя).

Из таблиц видно, что максимум плотности в 1,30 соответствует температуре ниже минус 30-ти градусов, а значение 1,28 привязано к диапазону от -10 до -30. С ее подъемом указанный параметр понижается до 1,26, а при плюсовых значениях должен составлять 1,23 (это минимальный показатель).

Обратите внимание: Все перечисленные данные справедливы только для хорошо заряженных аккумуляторов.

Их корректировка при перепадах температур за короткий промежуток времени (в течение дня, например), как правило, не производится. Редким исключением из этого правила являются суровые климатические условия Сибири и Заполярья, а также морозные зимы в средней полосе России.

Как проверить АКБ в домашних условиях

Эксплуатация машины должна сопровождаться периодической проверкой состояния аккумуляторной батареи. Как было сказано ранее, рост концентрации серной кислоты в банках негативно влияет на работоспособность батареи. Мастера автосервисов рекомендуют проверять техническое состояние батареи каждые 15-20 тысяч километров пробега. Диагностику можно провести следующим образом:

1. Осмотреть корпус АКБ на наличие механических повреждений и подтеков.
2. Визуально оценить уровень электролитической жидкости. Он должен возвышаться над краем банок на 1,3 см.
3. Провести измерения плотности электролита с помощью контрольно-измерительного прибора.

Иногда заряд может уменьшаться из-за того, что ремень привода генератора ослаблен. Поэтому автовладельцам рекомендуется регулярно проверять его натяжение самостоятельно или в сервисном центре.

Измерения с помощью ареометра

Как было сказано ранее, измерение плотности электролитического вещества в аккумуляторе проводится ареометром. Перед измерительными процедурами необходимо оценить уровень спецжидкости в каждой пластине батареи и скорректировать его очищенной водой. После этого АКБ нужно полностью зарядить и приступить к тесту, руководствуясь следующим алгоритмом:

1. Установить АКБ на ровную поверхность.
2. Снять пробку на крышке заливного отверстия.
3. Погрузить ареометр в электролитическую жидкость и втянуть ее в прибор с помощью резинового наконечника.
4. Набрать такое количество реагента, которого будет достаточно для перемещения поплавка.
5. Измерить плотность ареометром, руководствуясь показаниями на специальной шкале.
6. Зафиксировать полученный результат и повторить процедуру на остальных пластинах.
7. Сравнить полученные данные со стандартными значениями.

Примечательно, что значения во всех банках должны быть одинаковыми. Если замер показал, что в отдельных пластинах плотность понижена, необходимо проверить АКБ на наличие повреждений или замыканий между банками. Низкая плотность во всех емкостях может говорить о том, что аккумулятор сильно разряжен или изношен. Эксплуатация автомобиля с таким АКБ будет затруднительна.

Можно ли провести измерения без ареометра

Провести тесты с электролитической жидкостью без специального измерительного прибора не получится. При этом изготовить ареометр можно своими руками, заранее подготовив поплавок-грузик. Для создания прибора самостоятельно, необходимо выполнить следующие действия:

1. Подготовить полую трубку из пластика, например трубочку для напитков.
2. Поместить заранее подготовленный поплавок в очищенную воду, отметив на нем уровень жидкости. Эта отметка будет соответствовать показателю 1 г/мл.
3. Поместить поплавок в новую электролитическую жидкость с точным удельным весом, например 1,4 г/см3.
4. Сделать отметку в месте соприкосновения электролита с поплавком, после чего разметить расстояние между двумя имеющимися значениями.

Для отбора электролитической жидкости можно воспользоваться резиновой грушей. В качестве альтернативы используется обычный стакан, куда помещается поплавок.

Проведение измерений на необслуживаемой батарее

Проблема измерения плотности электролита в необслуживаемых АКБ заключается в отсутствии откручиваемых пробок. Тем не менее при изготовлении батарей производители используют отверстия, которые позже заделываются одноразовыми пробками. При необходимости их можно демонтировать или просверлить, превратив необслуживаемый АКБ в обслуживаемый.

Примечательно, что после обслуживания аккумулятора отверстия нужно надежно заделать. Это делается при помощи пластика, поскольку он легко плавится и клеится к любым материалам. Поэтому даже если снять пробки полностью не получается, их можно просверлить, заделав пластиком после обслуживания.

Видео с проведением измерений электролитической жидкости

Чтобы понять, как измеряется плотность электролита в АКБ, достаточно ознакомиться с представленным ниже видео:

В данном ролике рассматривается процесс проведения измерений с использованием ареометра. Как было сказано ранее, аналогичную процедуру можно провести с самодельным измерительным инструментом.

Способы повышения плотности электролита в обслуживаемом аккумуляторе

Автолюбителям известно, что аккумуляторные батареи делятся на обслуживаемые и необслуживаемые образцы, причем в АКБ второго класса контролировать и изменять плотность электролита невозможно. Поэтому вопросы ее повышения касаются только обслуживаемых образцов, в которых предусмотрен свободный доступ к каждой банке.

В ситуации, когда на АКБ обнаружены явные повреждения (трещины или сколы, например) восстанавливать его работоспособность даже не следует пытаться. В данном случае разумнее приобрести новый аккумулятор, что позволит не расходовать впустую личное время.

Если дефектов на корпусе не обнаружено, а плотность снизилась совсем ненамного – возможны следующие пути ее повышения:

— воспользоваться специальным электронным устройством (ЗУ), которым можно заряжать АКБ;

— если подзарядка не помогла и машина продолжает заводиться с трудом – придется воспользоваться методом добавки электролита (с последующей полноценной зарядкой);

— в ситуации, когда оба способа не привели к требуемому результату (плотность все равно остается низкой) потребуется кардинальный подход, состоящий в полной замене электролита.

По завершении обновления раствора можно будет перейти к восстановлению АКБ зарядным током. Рассмотрим каждый из вариантов более подробно.

Подзарядка

Данный подход к восстановлению АКБ предполагает его зарядку слабым током до состояния, соответствующего действующим нормам (напряжение на клеммах должно быть порядка 13-14 Вольт).

Важно! Подзарядка должна продолжаться минимум 12 часов.

По необходимости придется повторить эту процедуру, заряжая АКБ под напряжением 14,6 Вольта, но уже с большим током (до 2-х Ампер). После того как он отстоится – проводят контрольный замер рабочего параметра. Периодическая подзарядка позволит увеличить плотность раствора до нормируемых показателей.

Добавление электролита

Для проведения этой процедуры потребуются:

• Измеритель плотности – ареометр.
• Резиновая груша для отбора и добавления раствора.
• Специальная мерная емкость.
• Резервуар для старого раствора.

Кроме того, необходимо подготовить запас корректирующего электролита и дистиллированной воды. Они позволят довести раствор до нужной кондиции.

Порядок операций по повышению плотности выглядит так:

• Сначала из банки, в которой плотность ниже стандартного значения посредством груши отсасывается раствор (чем больше – тем лучше).
• Затем измеряется объем отобранной жидкости, для чего она заливается в мерную емкость.
• После этого в опорожненную банку доливается свежий электролит по объему равный половине изъятого. Сама батарея потряхивается из стороны в сторону, чтобы перемешать полученную смесь.
• Далее следует измерить плотность состава и при необходимости добавить электролит в объеме четверти от откаченного ранее раствора.
• Эта процедура повторяется до того момента, пока плотность не станет нормальной, после чего нехватка жидкости восполняется порцией дистиллированной воды.

Аналогичные действия производятся со всеми остальными банками.

После этого они оставляются на пару часов для отстоя, что гарантирует выравнивание раствора в резервуарах до однородного состояния. И только после этого его плотность замеряется повторно.

Обратите внимание: В ситуации, когда плотности в различных банках хоть немного отличаются – их потребуется скорректировать в сторону выравнивания.

Для этого необходимо продолжить зарядку током, номинал которого в два или даже в три раза меньше оптимального.

Обновление электролита

Увеличить плотность электролита, когда ее показатель достиг критического уровня в 1,18 единиц, со старым раствором уже не удастся. В этой ситуации придется полностью обновить его. Для восстановления работоспособности АКБ потребуется сделать следующее:

— откачать жидкость из всех банок с помощью резиновой груши (насколько это удастся);

— вернуть все пробки на место и установить АКБ так, чтобы обеспечить доступ к днищу, не переворачивая его;

— просверлить в дне каждой банки небольшое отверстие, предварительно подставив подходящую емкость для сбора отработки;

— вновь открутить пробки и ополоснуть внутренности дистиллированной водой;

— запаять отверстие устойчивым к кислоте составом;

— заполнить банки новым раствором и зарядить аккумулятор (как это было описано выше).

Дополнительная информация: После заливки уровень электролита должен перекрывать пластины АКБ примерно на 10-15мм (от этого будет зависеть качество его зарядки).

Выполненные согласно этой инструкции процедуры позволят продлить срок работы АКБ на несколько лет.

Как замерить

В первую очередь, надо полностью зарядить аккумулятор. Дальнейшая процедура должна проводиться при температуре +22..+28 градусов, поэтому батарею надо выдержать в комнате с такими условиями хотя бы час. На практике идеальные кондиции бывают не всегда, поэтому во многих случаях придется брать поправку на температуру – с ее ростом плотность снижается (при неизменной концентрации), а с падением – увеличивается. Поправку можно взять из таблицы.

Так, если при замере в условиях температуры минус 15 градусов ареометр показал 1,25 г/куб.см, это означает, что к показаниям прибора надо прибавить 0,03 при нормальных условиях плотность составит 1,28 г/куб.см.

Для замера плотности используется специальный прибор – ареометр. Подойдет любой, позволяющий измерить плотность более 1 г/куб.см, но лучше применять специальный для автомобильного электролита. Его пределы измерения оставляют обычно 1,1..1,3 г/куб.см (с приемлемой для точного считывания шкалой), что закрывает практически все случаи, с которыми можно столкнуться на практике. Бытовой спиртометр не подойдет – большинство таких приборов рассчитаны на измерение плотности ниже 1 г/куб.см.

Современные ареометры совмещены с грушей для отбора проб (такой прибор еще называют денсиметром). Если ее нет, понадобится дополнительно резиновая груша и стакан из химически инертного материала. Сначала надо втянуть их банки достаточное количество электролита.

Забор электролита денсиметром из банки АКБ.

Если прибор комбинированный, можно сразу считать по шкале измеряемое значение. Если обычный – вылить из груши электролит в стакан и в нем произвести замер. Считывание показаний происходит по отметке, соответствующей уровню жидкости. Потом надо вернуть электролит обратно в банку аккумулятора.

Измерять плотность жидкого реагента надо в каждом элементе аккумуляторной батареи отдельно.

Считывание показаний ареометра.

Устройство необслуживаемого АКБ

В изделиях этого типа отсутствуют отверстия для доливания жидкостей и растворов, поскольку их корпус полностью герметичен. Современный необслуживаемый аккумулятор состоит из следующих частей:

• Рабочие пластины.
• Сепараторные прослойки.
• Контактные выводы.
• Герметичный корпус.
• Крышка.

Размещенные в нем гальванические элементы представляют собой химические источники тока. Они помещаются в монолитном корпусе и разделяются перегородками (фото справа).

Важно! Они относятся к обратимым источникам энергии, которые могут заряжаться и разряжаться большое количество раз.

Особенности конструкции таких аккумуляторов позволяют эксплуатировать их достаточно долго.

Что такое ареометр

Прибор для измерения концентрации всевозможных растворов называется ареометр. Работа измерителя плотности реализована на основании всем известного физического закона.

Закон Архимеда утверждает, что если тело погрузить в жидкость, на него начнет действовать гидростатическая или подъемная сила. По модулю она будет равна весу жидкости, которую тело вытеснило, но противоположна ему по направлению.

Для практического применения шкалу ареометра градуируют в концентрации растворенного вещества. Автолюбителям будет полезен прибор для проверки плотности электролита и тосола.

Порядок измерения плотности

Перед тем как проверить плотность аккумулятора следует хорошо подготовиться к этой процедуре. Для успешного ее проведения потребуется фирменный ареометр в виде стеклянной прозрачной колбы со встроенной в нее шкалой. При погружении в электролит она будет выталкиваться из жидкости тем сильнее, чем больше плотность контролируемого раствора.

Важно! Это показатель должен проверяться лишь тогда, когда со времени зарядки АКБ прошло не менее 6-ти часов.

Порядок действий при его проверке следующий:

• Сначала необходимо вывернуть все заглушки отдельных банок.
• После этого берется измерительный прибор и опускается строго вертикально в отдельную ячейку аккумулятора.
• Когда ареометр немного успокоится и перестанет смещаться по вертикали – следует считать показание на его шкале.

Результаты самостоятельно проведенных измерений могут считаться удовлетворительными, если показания прибора окажутся не ниже чем 1,24. Их разница для различных банок АКБ не должна превышать 0,03 единицы. Если плотность в банках соответствует норме – следует вернуть заглушки на место и приступить к эксплуатации аккумулятора.

Что такое плотность и на что она влияет

Обязательным элементом свинцово-кислотной батареи является электролит. Это серная кислота, разбавленная дистиллированной водой. Плотность воды составляет 1 грамм на миллилитр (г/мл). У серной кислоты она выше, чем у воды, и составляет 1,84 г/мл. Концентрированная кислота способна растворить многие металлы, в том числе и свинец, поэтому её следует разбавлять водой. Разбавленная водой кислота называется электролитом. Разбавляют её до пропорции, при которой она неспособна растворить свинец, но позволяет протекать химическому процессу, называемому электролитической диссоциацией (разновидность электролиза).

Чем выше плотность, тем сильнее электролиз, но тем быстрее идёт разрушение свинца. Наиболее оптимальная плотность для аккумуляторов 1,27 г/мл для районов умеренного климата со средней температурой от -20 до +30°С. Такую плотность имеет полностью (100 %) заряженный новый аккумулятор. Для северных регионов это значение составляет 1,29 г/мл, для южного жаркого климата — 1,25 г/мл.

В продажу поступает серная кислота уже в виде электролита плотностью 1,3 г/мл. С учётом условий эксплуатации аккумулятора её доводят до нужных параметров.

Как уже отмечалось выше, чем больше плотность электролита, тем сильнее электролиз и тем выше потенциал на выводах батареи. Новая АКБ имеет плотность 1,27 г/мл и напряжение на клеммах 12,8 В. За время эксплуатации батареи при регулярном недозаряде на её свинцовых пластинах образуется нерастворимый сульфат свинца, соединение серной кислоты со свинцом. Называется это сульфатацией пластин. При заряде батареи уже не вся кислота высвобождается, и плотность электролита снижается. А следовательно, снижается и интенсивность электролиза. Напряжение на клеммах будет уже меньше 12,8 В. А попытка зарядить батарею до начального значения напряжения лишь приводит к кипению электролита — активному выделению пузырьков водорода и кислорода. Это процесс разложения воды. Потеря воды приводит к повышению плотности.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Слишком высокая или низкая плотность одинаково недопустимы и значительно снижают срок эксплуатации АКБ.

В условиях эксплуатации автомобиля с частыми пусками двигателя и коротким пробегом происходит ускоренная сульфатация пластин и снижение плотности электролита. При эксплуатации машин в дальних рейсах с длительной работой двигателя происходит перезаряд батареи и разложение воды на газы, а плотность электролита повышается. Напряжение на клеммах уже не отражает степень заряженности батареи. И чтобы точно узнать состояние аккумулятора, нужно произвести измерение плотности электролита. Для этого используют ареометр.

Ареометр — прибор для измерения плотности жидкостей и твёрдых тел, принцип работы которого основан на Законе Архимеда.

Причины искажений показаний плотности раствора в АКБ

Перед тем как проверять плотность электролита в аккумуляторной батарее важно разобраться с причинами, приведшими к ее резкому снижению. Основными причинами изменений плотности, не связанными с рабочим разрядом аккумулятора, являются:

• Испарение раствора.
• Просачивание электролита через уплотнения в пробках из-за того, что автомобиль передвигался по бездорожью.
• Усиленная разрядка АКБ, приводящая к оседанию кислоты на пластинах (эффект сульфатации).

Рассмотрим каждую из этих причин более подробно.

Испарение и закипание электролита

Интенсивное испарение электролита возможно из-за длительной эксплуатации аккумулятора, располагающегося в непосредственной близости от нагретого двигателя. Вследствие этого в очень жаркую погоду он может «закипеть», что сопровождается обильным выделением газов. Поэтому следует быть очень внимательным к состоянию АКБ при повышенных температурах воздуха.

По этой же причине в летний период рекомендуется систематически проверять плотность нагретого электролита (не реже раза в неделю). При обнаружении испарения раствора в банки достаточно долить некоторое количество дистиллированной воды. Доливка должна сопровождаться обязательным перемешиванием получившегося раствора.

Вытекание жидкого раствора

При обнаружении следов выплескивания или вытекания электролита из банок аккумулятора следует долить в них недостающее количество раствора.

Но прежде потребуется удалить с поверхности АКБ разлившуюся смесь посредством чистой ветоши, пропитанной нашатырным спиртом или раствором кальцинированной соды.

Верхнюю часть корпуса аккумулятора необходимо постоянно содержать в чистоте. При ее сильном загрязнении смесью из брызг электролита и масла потребуется механическая очистка. Для этого можно воспользоваться щеткой с жесткой щетиной.

Сульфатация пластин

Образование на пластинах АКБ сплошного налета из сернокислого свинца (сульфатация) является результатом неправильной эксплуатации батареи. Причины пооявления этого эффекта следующие:

• Аккумулятор длительное время хранился в разряженном состоянии.
• Его эксплуатация при низких или высоких температурах.
• Частые короткие поездки в зимнее время (плохая подзарядка АКБ).
• Неполная зарядка батарей при их текущем обслуживании.

Важно! Самые благоприятные условия для сульфатации – когда аккумулятора оказался разряженным до минимального уровня (1,18).

Снижение его рабочих показателей объясняется тем, что осевшие на поверхностях твердые кристаллы ухудшают проводимость и снижают разрядный ток. Начавшийся процесс образования налета может быть остановлен применением специальных зарядочных методик.

Зависимость плотности от степени заряженности

Для электролита автомобильного аккумулятора с нормальной плотностью 1.27 гр/см3 можно привести следующую зависимости от степени разряда батареи:

В таблице плотности электролита приведена зависимость плотности и температуры замерзания. Приведенные данные показывают, что глубокий разряд батареи чреват ее замерзанием уже при температуре 8 — 16°С

Подготовка АКБ на зиму

Зимой при запуске двигателя нагрузка на аккумуляторный узел увеличивается, что вынуждает заняться его подготовкой к эксплуатации в критических условиях. Подготовительные мероприятия обычно проводятся в два этапа. На первой стадии батарея основательно промывается дистиллированной водой, а затем заполняется новым электролитом и заряжается до нормального состояния. При этом важно проверить плотность электролита в аккумуляторе до и после его зарядки. На втором этапе организуется надежное утепление АКБ в пределах моторного отсека.

Промывка и зарядка

Порядок промывки АКБ в период подготовки к зиме ничем существенным не отличается от уже описанных ранее процедур. То же самое можно сказать о повышении плотности электролита путем пропускания через него постоянного тока. В этом случае указанный показатель должен соответствовать зимней норме, то есть иметь значение, близкое к 1,25-1,24. Этим данный процесс отличается от летнего обслуживания.

Когда и чем доливают аккумулятор

Необходимость доливки рабочей жидкости в батарею возникает нечасто, но она бывает необходимв. Что, сколько и в каких случаях нужно доливать? Всего таких случаев два: низкий уровень электролита и ненормальная кислотность рабочей жидкости.

Рекомендуем: Sznajder — автомобильные аккумуляторные батареи

Низкий уровень в секциях

Эта ситуация возникает часто, поскольку в процессе работы батареи вода испаряется или, как принято говорить, выкипает. При этом уровень раствора в секциях уменьшается, и края пластин оказываются сухими. Определить это можно визуально, просто свинтив пробки с секций и заглянув в заливные горловины. Нормальный уровень жидкости в секции должен быть примерно на 1 см выше уровня среза пластин. В некоторых АКБ даже имеется специальная метка, отштампованная на корпусе. Если уровень низкий, то ситуация хоть и серьезна, но устранить ее легко. Для этой операции понадобятся:

• медицинский шприц без иглы или автомобильный ареометр;
• дистиллированная вода;
• средства защиты (очки и резиновые перчатки).

Дистиллированная вода набирается в шприц и заливается в соответствующие секции, до нужного уровня. После доливки жидкости в аккумулятор его ставят на зарядку. В этом плане автоареометр намного предпочтительней, поскольку, долив воду, тут же можно проконтролировать плотность раствора.

Следует соблюдать осторожность: нельзя работать с кислотой, если глаза не защищены.

Почему необходим полноценный заряд аккумулятора

1. Чем чаще происходит разреженность свинцовых пластин в аккумуляторе, тем быстрее наступает процесс сульфатации.
2. Качественная работа АКБ прямо пропорциональна плотности электролита.

Примечания:

1. Профилактику АКБ следует проводить каждый сезон. Особенно в период осенне-зимней эксплуатации.
2. АКБ приходит в негодность по разным причинам. Зачастую длительными запусками двигателя стартером. Зимой стартер потребляет повышенный ток и может привести к короблению пластин.
3. Заряд аккумулятора прямо пропорционален плотности электролита степени заряда.