Какая должна быть плотность в автомобильном аккумуляторе
Периодический контроль плотности электролита аккумулятора автомобиля входит в число обязательных сервисных операций во время эксплуатации АКБ. Этот важный параметр определяет соотношение воды и серной кислоты в жидком реагенте батареи – чем выше концентрация H2SO4, тем выше плотность и наоборот. В быту эта характеристика измеряется в граммах на кубический сантиметр (г/куб.см).
Когда проверять плотность электролита в аккумуляторе
Оптимально подобранный для достижения наилучших параметров батареи состав электролита меняется во время зарядки и разрядки аккумулятора. При разрядке батареи электрохимическая реакция с участием свинца, его диоксида и серной кислоты дает кристаллический сульфат свинца и воду – содержание H2SO4 в электролите падает, плотность жидкого реагента снижается. При зарядке батареи реакция идет в обратном порядке: сульфат свинца и вода превращаются в свинец, диоксид свинца и серную кислоту (плотность жидкости увеличивается).
Если бы реакции протекали строго симметрично, плотность после цикла разряд-заряд была бы ровно такой же, как и до него. На практике полного равновесия достичь невозможно. Часть сульфата свинца останется непрореагировавшим, соответственно, часть воды в электролите не заменится серной кислотой. В итоге плотность электролита уменьшится.
Другая ситуация – если неправильно выбран режим зарядки и аккумулятор «закипел». На самом деле в этом случае происходит электролиз воды, которая разлагается на водород и кислород. Эта ситуация ведет к увеличению концентрации серной кислоты и к повышению плотности.
Также к изменению соотношения воды и H2SO4 ведет естественное испарение жидкости. Вода испаряется быстрее кислоты, поэтому при неплотно завернутых пробках плотность электролита также вырастет.Читайте также
Как часто нужно менять аккумулятор в автомобиле
Отсюда правила периодичности контроля плотности. Ее надо замерять:
- После зарядки батареи от внешнего ЗУ.
- После «кипения» аккумулятора.
- При снижении уровня жидкости в элементах (по любой причине).
- Просто периодически (хотя бы пару раз в год – с наступлением лета и с приходом холодов, а лучше каждые 3 месяца).
Изменение концентрации жидкого реагента часто связано с общим снижением количества электролита в банках. Поэтому одновременно с контролем плотности надо замерить и уровень жидкости в каждом элементе батареи. Если уровень в норме, часть электролита надо удалить и добавить жидкий реагент с соответствующей концентрацией.
Нормальная плотность электролита в АКБ
Нормальной плотностью электролита заряженного до максимума аккумулятора считается 1,27 г/куб.см. С учетом погрешности измерений можно считать нормой значения в пределах 1,26..1,28 г/куб.см. При меньшей концентрации кислоты ее становится недостаточно для протекания электрохимических реакций, емкость и токоотдача батареи снижаются. А если оставить аккумулятор с низкой плотностью жидкости на морозе, электролит может замерзнуть. Такой аккумулятор придется заменить. При более высокой плотности ускоряются процессы коррозии и склонность к сульфатации.
На указанное значение нормальной плотности электролита в аккумуляторе можно ориентироваться в климате Средней полосы России круглогодично. Если АКБ эксплуатируется в других климатических условиях, то плотность надо скорректировать, причем делать это надо дважды в год при наступлении нового сезона. В более жарких регионах концентрацию серной кислоты надо уменьшить, в холодных – увеличить. Это оптимизирует течение электрохимических реакций и позволит более полно использовать возможности аккумулятора. Кроме этого, в условиях пониженных температур повышение плотности ведет к снижению температуры замерзания электролита, что может уберечь АКБ от выхода из строя.
| Климат | Сезон | Плотность электролита при полностью заряженной АКБ, г/куб.см |
|---|---|---|
| Холодный (температура января от минус 30 до минус 50) | Лето | 1,28 |
| Зима | 1,3 | |
| Умеренный и холодный (январь от минус 8 до минус 30) | Круглый год | 1,27 |
| Теплый (январь от минус 7 до +4 | Круглый год | 1,23 |
| Жаркий (+4..+7) | Круглый год | 1,23 |
Не стоит менять концентрацию электролита вслед за каждым изменением погоды. Вполне достаточно оптимизировать состав жидкого реагента в начале лета и при наступлении зимы.
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.
| Температура жидкого реагента, град.С | Поправка к показаниям прибора, г/куб.см. |
|---|---|
| -25..-11 | +0,03 |
| -10..+4 | +0,02 |
| +5..+19 | +0,01 |
| +20..+30 | 0 |
| +31..+45 | -0,01 |
| +45 и выше | -0,02 |
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.
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.
Как привести концентрацию к норме
Если концентрация электролита полностью заряженной АКБ отклоняется от нормы, ее надо скорректировать:
- если плотность выше нормы, добавляется дистиллированная вода;
- если ниже нормы – добавляется серная кислота (корректирующий электролит с повышенной плотностью).
Обычный электролит доливают в элемент только в тех случаях, если уровень жидкости понизился по явной причине – например, разлив пробы во время отбора.
Обычную водопроводную (даже родниковую) воду доливать в батарею нельзя из-за наличия примесей с непредсказуемым составом. Растворенные соли могут осесть на пластинах, уменьшив их полезную площадь, а другие вещества могут вызвать неконтролируемые реакции, снижающие емкость, токоотдачу и срок службы батареи.
Сколько надо добавлять воды или кислоты – можно определить расчетным путем. Но это игра для тех, кто не боится вычислений. В этом случае можно воспользоваться правилом креста (оно же конверт Пирсона). Для этого надо знать, как пересчитать плотность в концентрацию в процентах, объем в массу и т.п. Проще всего довести плотность до нормы опытным путем. Долить немного воды, перемешать (например, встряхнув батарею или подождав пару часов), затем замерить плотность еще раз. Если необходимо, снова добавить жидкости, сообразуясь с предыдущим изменением концентрации.
Также существуют необслуживаемые батареи. В них операции с контролем электролита исключены. Но если АКБ обычной конструкции, то лучше следить за состоянием жидкого реагента, тогда аккумулятор прослужит долго и надежно.