毕业论文 蓄电池日常维护与常见故障排除

1、江门职业技术学院学生毕业论文(设计浅谈“汽车蓄电池常见故障排除与日常维护”摘要:阐述了汽车蓄电池常见故障、在什么情况下产生故障、产生故障的原因及排除方法,陈述了蓄电池及配件清洗方法和蓄电池电解液液面高度的检查的方法,介绍了通过测量电解液密度及端电压来判断蓄电池故障,最后介绍了延长蓄电池寿命的方法。蓄电池是一种可逆的低压直流电源,它既能将化学能转化为电能,也能将电能转换为化学能。汽车在起动发动机时,蓄电池要在510秒的时间内,向起动机连续供给强大电流,一般的汽油起动机需要200600 A的电流,而柴油起动机则需要8001000 A的电流,因此,对汽车用蓄电池的要求是:容量大、内阻小、有足够的起动

2、能力。关键词:工作原理常见故障维护很多车主都认为蓄电池是一个很简单的东西,平时也不太注意作维护保养,其实在汽车的日常使用中,蓄电池也算得是最重要的 部件之一,马虎不得。让我们一起来认识蓄电池吧!一、蓄电池的构造:由极板、隔板、电解液、外壳、铅连接条、极柱等组成。1极板:极板是蓄电池的核心部分,蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的。极板分正极板和负极板,由栅架和活性物质组成。2隔板:隔板插放在正、负极板之间,防止正、负极板互相接触造成短路。隔板耐酸、具有多孔性,以利于电解液的渗透。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶和微孔塑料等。微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低,因此被广

3、泛采用。3电解液:电解液在蓄电池的化学反应中,起到离子间导电的作用,并参与蓄电池的化学反应。电解液由纯硫酸(H2SO4与蒸馏水按一定比例配制而成,其密度一般为1.24 1.31g/cm3。4壳体:壳体用于盛放电解液和极板组,应该耐酸、耐热、耐震。壳体多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成,为整体式结构,底部有凸起的肋条以搁置极板组。壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格,各单格之间用铅质联条串联起来。二、蓄电池分类:蓄电池有碱性蓄电池和酸性蓄电池两大类,汽车一般采用铅酸蓄电池;铅酸蓄电池可分为四种:湿荷电蓄电池、干荷电蓄电池、少维护蓄电池和免维护蓄电池。现代轿车上基本上都采用免维护蓄电池。免维护蓄电池的

4、特点:(1使用中不需加注蒸馏水。(2容量保持时间长;自行放电少,可以在2年以上的时间进行湿式储存。(3使用寿命长;使用寿命一般都在4年左右,为普通蓄电池使用寿命的23倍。(4接线极柱腐蚀小;由于设计有新型的安全通气装置,不但能保存单体电池中的酸气,并能防止火花引起的爆炸,还能保持其顶部干燥,因而减少了接线极柱的腐蚀。(5 内阻小、起动性能好;单体电池间采用穿壁式连接,减小了蓄电池内阻,可使连接条的功率损失减少80%,放电电压提高0.150.4 V ,因此,比普通蓄电池具有较好的起动性能。免维护蓄电池的主要缺点是极板制造工艺复杂,价格比较高。“免维护电池”,并非真正的“免维护”,而是说这种电池在

5、通常状况下不需要拿出来充电。有些轿车上的免维护蓄电池还装有温度补偿型比重计,可以指示蓄电池的存放电状态和电解液液位的高度。当比重计的指示眼呈绿色时,表明充电已足,蓄电池正常;当指示眼绿点很少或为黑色时,表明蓄电池需要充电;当指示眼显示淡黄色时,表明蓄电池部有故障,就需要修理或进行更换。三、蓄电池作用:(1 当发动机刚起动时,蓄电池要向起动机和点火系统供电;(2 在发动机低速运转时,蓄电池向汽车上的用电设备和发电机的励磁绕组供电;(3 在发动机已中、高速运转时,蓄电池将发电机剩余的电能转化为化学能储存起来;(4 当发电机过载时,蓄电池协助发电机向用电设备供电;(5 蓄电池相当于一个大电容器,能吸

6、收电路中出现的瞬时过电压,保护电子元件,保持汽车电器系统电压的稳定。四、蓄电池的工作原理: 1.铅蓄电池的放电: 当铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中时,在正、负极板间就会产生约2.1V 的静止电动势,此时若接入负载,在电动势的作用下,电流就会从蓄电池的正极经外电路流向蓄电池的负极,这一过程称为放电,蓄电池的放电过程是化学能转变为电能的过程。放电时,正极板上的PbO2和负极板上的Pb ,都与电解液中的H2SO4反应生成硫酸铅PbO 2 (正极板 + Pb (负极板 2H 2SO 4(电解液 2PbSO 4 (正、正极板 2H 2O(电解液 + 放电充电 +(PbSO4,沉附在正、负极板上。电解液

7、中H2SO4不断减少,密度下降。理论上,放电过程可以进行到极板上的活性物质被耗尽为止,但由于生成的PbSO4沉附于极板表面,阻碍电解液向活性物质内层渗透,使得内层活性物质因缺少电解液而不能参加反应,因此在使用中被称为放完电蓄电池的活性物质利用率只有20%30%。因此,采用薄型极板,增加极板的多孔性,可以提高活性物质的利用率,增大蓄电池的容量2.铅蓄电池的充电:充电时,蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、负极相连,当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时,在电场的作用下,电流从蓄电池的正极流入,负极流出,这一过程称为充电。蓄电池充电过程是电能转换为化学能的过程。充电时,正、负极板上的PbSO4还原

8、成PbO2和Pb,电解液中的H2SO4增多,密度上升。当充电接近终了时,PbSO4已基本还原成PbO2和Pb,这时,过剩的充电电流将电解水,使正极板附近产生O2从电解液中逸出,负极板附近产生H2从电解液中逸出,电解液液面高度降低。因此,铅蓄电池需要定期补充蒸馏水。五、蓄电池的故障:铅蓄电池是汽车上非常重要的装置之一。它为汽车起动提供电源,使汽车电机转动,并供给汽车发动,点火及照明用电。按额定电压分,主要有6V、12V系列,但应用最广泛的是12V蓄电池。对于蓄电池的用户,蓄电池的维护是十分重要的环节。维护工作做得好,蓄电池的寿命长。反之,则寿命短。在使用蓄电池的过程中,难免会出现故障,蓄电池常见

9、故障包括外部故障和内部故障两大类:(一外部故障:外壳裂损、封口料破裂和极柱松动、连接条或极柱腐蚀烧损。1外壳裂损:这是一种最严重的破坏性故障。当汽车在行驶中受到强烈的振动、铅蓄电池过热或压力过大、电解液冰冻膨胀都会使蓄电池的外壳破裂损坏。对这种故障,只能立即从车上取下蓄电池进行检修或废弃。2封口料破裂和极柱松动:蓄电池封口料破裂损坏的原因同外壳损坏的原因相同,而极柱松动则是由于在装拆导线及检查接触情况时用力过大造成的。对于封口料有轻微破裂的蓄电池,可用电烙铁或热铁棒烫封修补;封口料严重开裂、缺损或极柱松动,则应拆下进行更换。3连接条或极柱腐蚀烧损:产生这种故障的主要原因是安装蓄电池时,未在连接

10、条和极柱上涂防腐剂;未清除池盖顶部残留的电解液;火线带、负载接线与连接条或异性极柱之间有短路等。对连接条或极柱轻度腐蚀者,可将其清除干净后,涂上凡士林油;连接条或极柱腐蚀较重的可作局部焊补;连接条或极柱严重腐蚀和烧伤时,则应拆下进行更换。(二内部故障包括:极板硫化、活性物质脱落、极板栅架腐蚀、极板短路、自放电、极板拱曲等1.极板硫化故障特征:极板上生成一层白色粗晶粒的PbSO4,在正常充电时不能转化为PbO2和Pb的现象。硫化的电池放电时,电压急剧降低,过早降至终止电压,电池容量减小。蓄电池充电时单格电压上升过快,电解液温度迅速升高,但密度增加缓慢过早产生气泡,甚至一充电就有气泡。故障原因:(

11、1蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电,导致极板上的PbSO4有一部分溶解于电解液中,环境温度越高,溶解度越大。当环境温度降低时,溶解度减小,溶解的PbSO4就会重新析出,在极板上再次结晶,形成硫化。(2电解液液面过低,使极板上部与空气接触而被氧化,在行车中,电解液上下波动与极板的氧化部分接触,会生成大晶粒PbSO4硬化层,使极板上部硫化。(3长期过量放电或小电流深度放电,使极板深处活性物质的孔隙内生成PbSO4。(4新蓄电池初充电不彻底,活性物质未得到充分还原。(5电解液密度过高、成分不纯,外部气温变化剧烈。排除方法:轻度硫化的蓄电池,可用小电流长时间充电的方法予以排除;硫化较严重者采用去

12、硫化充电方法消除硫化;硫化特别严重的蓄电池应报废。、2.活性物质脱落故障特征:主要指正极板上的活性物质PbO2的脱落;蓄电池容量减小,充电时从加液孔中可看到有褐色物质,电解液浑浊。故障原因:(1蓄电池充电电流过大,电解液温度过高,使活性物质膨胀、松软而易于脱落。(2蓄电池经常过充电,极板孔隙中逸出大量气体,在极板孔隙中造成压力,而使活性物质脱落。(3经常低温大电流放电使极板弯曲变形,导致活性物质脱落。(4汽车行驶中的颠簸振动。排除方法:对于活性物质脱落的铅蓄电池,若沉积物较少时,可清除后继续使用;若沉积物较多时,应更换新极板和电解液。3.极板板栅腐蚀故障特征：主要是正极板栅架腐蚀，极板呈腐烂状

13、态，活性物质以块状堆积在隔板之间，蓄 电池输出容量降低。 故障原因： （1）蓄电池经常过充电，正极板处产生的 O2 使栅架氧化。 （2）电解液密度、温度过高、充电时间过长，会加速极板腐蚀。 （3）电解液不纯。 排除方法： 腐蚀较轻的蓄电池， 电解液中如果有杂质， 应倒出电解液， 并反复用蒸馏水清洗， 然后加入新的电解液，充电后即可使用；腐蚀较严重的蓄电池，如果是电解液密度过高，可 将其调整到规定值，在不充电的情况下继续使用；腐蚀严重的蓄电池，如栅架断裂、活性物 质成块脱落等，则需更换极板。 4. 极板短路 故障特征：蓄电池正、负极板直接接触或被其它导电物质搭接称为极板短路。 极板短路的蓄电池充

14、电时充电电压很低或为零，电解液温度迅速升高，密度上升很慢， 充电末期气泡很少。 故障原因： （1）隔板破损使正、负极板直接接触。 （2）活性物质大量脱落，沉积后将正、负极板连通。 （3）极板组弯曲。 （4）导电物体落入池内。 排除方法：出现极板短路时，必须将蓄电池拆开检查。 5. 自放电 故障特征：蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为自放电。如果充足电的蓄电 池在 30 天之内每昼夜容量降低超过 2%，称为故障性自放电。 故障原因： 电解液不纯， （1） 杂质与极板之间以及沉附于极板上的不同杂质之间形成电位差， 通过电解液产生局部放电。 （2）蓄电池长期存放，硫酸下沉，使极板上、下部

15、产生电位差引起自放电。 （3）蓄电池溢出的电解液堆积在电池盖的表面，使正、负极柱形成通路。 （4）极板活性物质脱落，下部沉积物过多使极板短路。 排除方法：自放电较轻的蓄电池，可将其正常放完电后，倒出电解液，用蒸馏水反复清洗干 净，再加入新电解液，充足电后即可使用；自放电较为严重时，应将电池完全放电，倒出电 解液，取出极板组，抽出隔板，用蒸馏水冲洗之后重新组装，加入新的电解液重新充电后使 用。 6 六、蓄电池的正确使用与维护： a 每次的起动时间不要超过 5 s，起动的间隔时间要大于 15 s，最多连续起动 3 次; b 蓄电池在汽车上应固定牢靠，安装搬运时应轻搬轻放; c 在冬季使用蓄电池时，

16、应特别注意保持其处于充足电的状态，以防结冰; d 在冬季补加蒸馏水时应在充电时进行，以防结冰; e 蓄电池在冬季容量会降低，发动机在起动前最好进行预热; f 在冬季由于气温低，蓄电池充电会发生困难，应经常检查蓄电池的存电状况。 6.1 蓄电池及配件清洗 如果蓄电池外壳和托架需要清洗，按以下步骤进行清洗：清洗蓄电池时，最好从车上拆 下蓄电池，用苏打水溶液冲洗整个壳体（图 1）, 然后用清水冲洗蓄电池并用纸巾擦干。对 蓄电池托架，可先用镊子刀刮净厚腐蚀物，然后用苏打水溶液清洗托架（图 2） ，之后用水 冲洗并干燥。托架干燥后，漆上防腐漆。 图 1 清洗蓄电池 图 2 清洗脱架 如果极桩和电缆卡子需

17、要清洗，按以下步骤进行清洗：可先用苏打水溶液清洗，再用专 用清洁工具进行清洗。清洗后，在电缆卡子上涂上凡士林或润滑油防止腐蚀。注意蓄电池及 其配件清洗前，要拧紧加液孔盖，防止苏打水溶液进入蓄电池内部。 6.2 蓄电池电解液液面高度的检查 电解液液面高度检查的方法有目测法和玻璃管观察测量法(如图 3。 观察或测量电解液 液面应在蓄电池外壳上、下液面线之间。 7 图 3 玻璃管观察电解液液面高度 图4 检测电解液密度 当电解液液面过低时，应加注蒸馏水，以恢复正常的液面高度。除非确知电解液溅出， 否则不许添加硫酸溶液。 6.3 蓄电池放电程度的检测 蓄电池的放电程度用高率放电计检测， 对于技术状态良好的蓄电池， 当以启动电流或规 定的放电电流连续放电 15s 时，测量电压应不低于规定值。 表1 故障现象 测量电压判断和处理蓄电池故障 加载测量 容量检验（%） 测量电 压（V） 正常蓄电池 12.5 以上 白色区域或绿色区域 100 左右 容量不足 11.5 12.5 由绿色区域下降至黄色 区域 由绿色区很快下降到 黄、红色区域 黄色区域或红色区域 6070 电极钝化 12.0 左右 50 以下 负极板硫化 11.5 左右