Инструкция по проверке плотности и уровня электролита в аккумуляторах

Электролит и его свойства

Аккумуляторная батарея – важная деталь автомобиля, которая отвечает за быстрый гарантированный запуск в любых погодных условиях и непрерывную работу всех электрических модулей и систем. Транспортное средство не может считаться надежным при севшем аккумуляторе.

Необходимо регулярно проводить диагностику и обслуживание источника питания: проверять уровень и плотность электролита в аккумуляторе, пополнять водой, регулировать концентрацию, своевременно заряжать АКБ.

Определение

В источниках питания для автомобилей в качестве электролита используют раствор серной кислоты. Изготавливают его обязательно на дистиллированной воде. Он создает среду для накопления энергии. От качества электролита зависит количество рабочих циклов АКБ, его надежность и долговечность.

Плотность

Чем больше серной кислоты присутствует в растворе, тем выше его плотность. Измеряют ее в г/см3 или в кг/м3.

Оптимальная плотность электролита подбирается индивидуально для каждого конкретного накопителя. В инструкции по эксплуатации указываются лишь рекомендованные значения.

Подобрать и поддерживать правильное значение очень важно, так как:

• низкая плотность ведет к снижению емкости устройства и необходимости частой подзарядки;
• высокая плотность способствует скорейшему разрушению накопителя: большое количество кислоты вызывает осыпание активного слоя пластин батареи.

С приходом зимы эта задача еще более усложняется.

Ориентироваться можно на следующие нормы плотности для разных регионов летний и зимний периоды:

• в тёплых климатических зонах – 1.23 г/см3 летом и 1.25 г/см3 зимой;
• в холодных регионах – 1.27 г/см3 летом и 1.29 г/см3 зимой;
• в средней полосе от 1.25 г/см3 летом до 1.27 г/см3 зимой.

Зависимость плотности от уровня заряда

Еще плотность электролита зависит от состояния источника энергии. При разрядке АКБ концентрация серной кислоты снижается, поскольку она преобразуется в сульфат свинца. Соответственно, плотность электролита уменьшается. Во время зарядки аккумулятора происходит противоположный химический процесс.

Как измерить плотность электролита

Регулярный грамотный уход может обеспечить 10 лет надежной работы аккумулятора. Для самостоятельного обслуживания необходимо знать, как пользоваться ареометром для аккумулятора и своевременно проверять кислотность электролита.

Конструкция прибора

Ареометр для электролита выполнен следующим образом:

1. Основой прибора является стеклянная трубка.
2. С одной стороны у трубки находится резиновая пипетка. Ее длинный носик легко достает до пластин аккумулятора. Исполнен он из резины, что не позволяет повредить внутренние детали источника питания.
3. С другой стороны стеклянной колбы устанавливается резиновая груша. Это насос, с помощью которого полость заполняется электролитом.
4. Внутри трубки находится поплавок-пикнометр, сверху находится бумажная шкала. Откалибрована шкала ареометра для раствора кислоты в кг/м3.

Меры безопасности

Прежде чем снимать показания ареометра, необходимо самым серьезным образом изучить правила безопасности и соответствующим образом подготовиться. Кислота едкое и агрессивное вещество, попадая на открытые участки тела, может вызывать тяжелые химические ожоги. Электролит способен безвозвратно испортить одежду и обувь.

Надо обязательно надеть защитные очки, резиновые перчатки, сапоги и фартук!

При поражении серной кислотой, ее необходимо как можно быстрее и очень тщательно в течение 10 – 15 минут смыть проточной водой. Если есть возможность, будет эффективно перед смыванием нейтрализовать кислоту щелочным раствором, например, водой с мылом или 10% раствором соды.

Инструкция: как правильно пользоваться ареометром

Снять показания можно в автомобиле, но лучше аккумулятор установить в помещении с хорошей вентиляцией на устойчивую горизонтальную поверхность.

Работать с АКБ надо осторожно: беречь от ударов, не переворачивать вверх дном, избегать коротких замыканий. Чтобы проверить плотность электролита в аккумуляторе надо выполнить следующие шаги:

Чтобы проверить плотность электролита в аккумуляторе надо выполнить следующие шаги:

1. Сначала надо собрать прибор.
2. Снять крышки со всех банок аккумулятора.
3. Если в какой-нибудь банке окажется низкий уровень жидкости, то до измерения ее необходимо пополнить дистиллированной водой.
4. Опустить пипетку и набрать столько жидкости в колбу, чтобы поплавок свободно вертикально плавал, не касаясь стенок сосуда. Чем меньше кислотность, тем ниже он опустится.
5. Снять значение по шкале на уровне жидкости. В это время ареометр необходимо держать неподвижно и вертикально.

Принцип работы ареометра

Проверка плотности аккумулятора ареометром производится с помощью погружения поплавка-пикнометра в измеряемое вещество и определения отношения массы жидкости к его объему. Фиксировать показания необходимо после наступления равновесия.

Интерпретация результата

Если показания плотности электролита в одной из банок АКБ, ниже по сравнению с остальными, это значит, что в ней короткое замыкание. Соответственно, аккумулятор не исправен. Его нельзя восстановить.

Равное значение плотности во всех банках (±0.01 г/см3) характеризует степень его заряженности и необходимость определенных действий.

Низкие значения всего аккумулятора могут быть из-за следующих проблем:

• накопитель сильно разряжен;
• аккумулятор бракованный;
• АКБ устарел, требуется его замена;
• источник питания сильно изношен, так как на нем постоянно работает двигатель.

autovazremont › Блог › Как измерить плотность электролита и зарядить АКБ

Измерение плотности электролита в сочетании с измерением напряжения под нагрузкой и без позволяет быстро установить причину неисправности в аккумуляторной батарее. При низкой плотности — это может быть дефект в какой-либо ячейке, глубокий разряд или обрыв цепи внутри АКБ. Плотность измеряется специальным прибором — ареометром (денсиметром).

В качестве электролита в аккумуляторных батареях применяют раствор серной кислоты, плотность которого измеряется в г/см3. В основном плотность зависит от концентрации раствора серной кислоты — чем больше концентрация раствора, тем больше плотность. Однако, она также зависит и от температуры раствора и от степени заряженности аккумулятора — при разрядке часть серной кислоты «уходит» в пластины, плотность снижается.

Поэтому измерение плотности принято проводить при 25 °С и полностью заряженном аккумуляторе. Плотность электролита в новой полностью заряженной батарее должна составлять 1.28±0.01 г/см3 для Средней полосы. Но может варьироваться в зависимости от климатической зоны.

Линейно снижаясь, по мере разряда АКБ, она составляет 1.20±0.01 г/см3 у батарей, степень заряженности которых снизилась до 50%. У полностью разряженной батареи плотность электролита составляет 1.10±0.01 г/см3.

Если значение плотности во всех банках аккумулятора одинаково (±0.01 г/см3), это говорит о степени заряженности батареи и отсутствии внутренних замыканий. При наличии внутреннего короткого замыкания плотность электролита в дефектной ячейке будет значительно ниже (на 0.10-0.15 г/см3), чем в остальных. Низкая плотность в одной из ячеек указывает на наличие дефекта в ней (короткое замыкание между пластинами в блоке). Одинаково низкая плотность во всех ячейках связана с глубоким разрядом всей батареи, ее сульфатацией или устареванием. Все заливаемые аккумуляторные батареи во время заряда и работы теряют часть воды. При этом снижается уровень жидкости над пластинами и увеличивается концентрация кислоты в электролите. Работа аккумулятора с низким уровнем электролита отрицательно влияет на ресурс батареи. Поэтому перед проверкой плотности электролита необходимо проверить его уровень в банках аккумулятора. Принято считать нормальным уровень электролита на 10-15 мм выше верхней кромки пластин (сепараторов).

Существует три основных вида аккумуляторных батарей:

Малосурьмянистые (Sb/Sb)

— это обычная «классическая» свинцовая батарея с добавками в пластины сурьмы, они подвержены наибольшему саморазряду и выкипанию воды из раствора электролита, но не боятся глубоких разрядов, их легко зарядить даже при низкой плотности электролита.Кальциевые (Ca/Ca) — пластины легированы кальцием, они практически не требуют слежения за уровнем и плотностью электролита, виброустойчивы, застрахованы от длительного перезаряда до 14.8 В, терпят перепады напряжения в бортовой сети, обладают коррозионной стойкостью, имеют низкий саморазряд, больший срок службы. Однако, имеют один недостаток — они неустойчивы к глубоким разрядам. Дело в том, что при длительной глубокой разрядке их положительные пластины покрываются сульфатом кальция, блокирующим электрохимические реакции. Этот процесс, в отличие от образования сульфата свинца в малосурьмянистых батареях, необратим. Если разрядить кальциевую батарею ниже 11.5 В, то она уже не восстановит изначальную емкость, при разряде ниже 10.8 В потеряет до 50% своей емкости. Два-три таких разряда – и аккумулятор придется выбрасывать. Также, в связи с тем, что пластины в таких батареях упакованы в плотные пакеты, плотность электролита неравномерна — более тяжелая серная кислота скапливается внизу банок, а поверх пластин оказывается более «легкий» электролит. Из-за этого ареометр будет показывать неадекватно низкую плотность при нормальной заряженности. Такие батареи хорошо подходят тем, кто ездит много на большие расстояния, кому нужны виброустойчивые аккумуляторы, хорошо переносящие постоянные перезаряды в пути.Гибридные (Sb/Ca) — являются золотой серединой. Они довольно стойки к глубоким разрядам, при этом значительно меньше подвержены выкипанию и саморазряду по сравнению с малосурьмянистыми.

Рекомендации по выбору

Разновидности

. Все ареометры, применяемые при обслуживании автомобилей, можно разделить на две группы.

1. Денсиметры для антифриза должны определять плотность охлаждающей жидкости в диапазоне 1,05-1,10 г/куб. см. Именно в этом диапазоне водный раствор этиленгликоля не замерзает при температуре -25…-50ºС.
2. Источником тока в легковом автомобиле является свинцово-кислотный аккумулятор. Если в организации работают электрический транспорт, то придется столкнуться с обслуживанием щелочных батарей. Измерители плотности аккумуляторных электролитов должны выдерживать воздействие водного раствора серной кислоты или щелочи. Диапазон плотностей кислотного электролита составляет 1,27-1,29 г/куб. см.

Материалы.

Для изготовления ареометров применяется несколько материалов.

1. Стекло считается лучшим материалом для создания прозрачной и долговечной колбы. В этот маленький резервуар набирается необходимая для анализа доза жидкости. Стекло обладает высокой стойкостью к органическим соединениям, кислотам и щелочам.
2. Пластик также выдерживает воздействие агрессивных сред, но со временем теряет прозрачность. Поэтому результаты измерений могут стать не очень точными.
3. В ареометрах применяются и резиновые элементы. Это груша, с помощью которой всасывается жидкость в колбу, и шланг, он опускается в систему охлаждения или аккумулятор. Кроме стойкости к химическим соединениям резина должна сохранять эластичность в широком диапазоне температур.

Шкала.

Для определения плотности жидкости применяются два вида шкал.

Цифровая шкала применяется в точных денсиметрах, она подойдет профессионалам, которым важно знать результат с точностью до одной сотой доли.
Цветная шкала больше подходит для начинающих автомобилистов. С ее помощью проще оценить работоспособность технической жидкости

Вся шкала делится на 2-3 сектора и окрашивается в разные цвета.

Мы отобрали в обзор 8 лучших ареометров. Все они реализуются в торговой сети нашей страны. При распределении мест редакция журнала expertology опиралась на мнение экспертного сообщества, учитывая отзывы российских потребителей.

Принцип работы

Согласно легенде, древнегреческий ученый Архимед погрузился в переполненную ванну, из-за чего вода начала выливаться. Эта ситуация натолкнула его на мысль, что таким же образом можно измерить объем золота, из которого была изготовлена корона царя Герона II (изобретатель получил задание определить, из чистого ли золота сделано драгоценное украшение).

Любой ареометр действует по принципу вытеснения, открытому Архимедом. Согласно гидростатическому закону, когда предмет погружается в жидкость, на него действует выталкивающая сила. Ее величина идентична весу вытесненной воды. Так как состав жидкости бывает разным, то и выталкивающая сила будет разной.

Запаянную колбу помещают в основную емкость с жидкостью. Так как грузик зафиксирован в нижней части устройства, колба не переворачивается, а сохраняет вертикальное положение.

В случае локального замера, как при определении плотности тосола или электролита, используются ареометры с резервуаром, в котором помещен поплавок. Во время забора жидкость заполняет главную колбу до определенного уровня. Чем глубже опустится вторая колба, тем меньше плотность жидкости. Чтобы определить качество проверяемой среды, нужно подождать, пока «поплавок» успокоится.

Детальное описание подвидов

Ареометры общего назначения

Плотномеры АОН измеряют относительную плотность любой жидкости, а по этому значению находят концентрацию необходимого вещества. Особенно важны ареометры АОН для исследования показателей качества многокомпонентных растворов. Оптимальным вариантом для таких целей иметь под рукой наборы ареометров.

Сахарометры

Используются для определения сахара в соках, винопродуктах, плодах и ягодах. Есть модели с термометрами и без. Особенно важны прибор АС или АСТ для виноделия, с их помощью можно точно определить момент затухания брожения и добавления сахара в сусло.

На пищевых производства ареометры для сахара позволяют определить степень готовности соков, пюре, маринадов, и других продуктов, в состав которых входит сахароза.

Известная величина растворимых сухих веществ в соке фруктов снятых с дерева или сразу на дереве, позволяет определить степень зрелости плодов. Но для этих целей больше подойдет автоматический портативный рефрактометр.

Лактометры

Определяя плотность молока, сыворотки, можно узнать содержание жира в процентах, что в свою очередь говорит о том, есть ли в молоке вода, обезжиренное молоко или другие разбавители. В фальсифицированном молокопродукте ареометр для молока АЛ падает на бок.

Спиртометр

Приборы для определения концентрации этанола в спиртосодержащих пищевых, медицинских и технических жидкостях. Показатель вычисляется по таблицам плотности при конкретной температуре. Так как изменение градусов спирта при разной температуре очень сильное, определение проводят с точностью до 0,1°С, стараясь максимально близко придерживаться стандартной температуры +20°С.

Клеемеры

АКЛ позволяют вычислять массовую концентрацию клея. Для каждого типа клея есть свои таблицы

Это особенно важно при использовании больших объемов клея:

• на производстве, для контроля качества;
• во время ремонта, когда остается клей и его нужно проверить перед очередным использованием или после смешивания разных по концентрации и свежести остатков.

Медицинские ареометры

В эту категорию входят плотномеры для урины. Исследуя этот показатель, можно заметить мочекаменную болезнь на ранних стадиях.

Ареометры для антифриза

Применяют в холодное время года. Для каждой минусовой температуры воздуха необходима своя концентрация антифриза, иначе он не будет работать. Значит, перед приготовлением свежей порции раствора, необходимо узнать минимальную температуру на улице и развести антифриз до нужной концентрации/плотности.

Для нефтепродуктов

Плотномеры АНТ-1, АНТ-2 позволяют определить следующие показателей бензина, дизельного топлива, сырой нефти, керосина:

• соответствие фактических показателей, указанным в сертификатах качества;
• наличие запрещенных примесей;
• классность нефтепродуктов.

Ареометры для нефти выпускают с термометрами, измерения проводят строго при 20°С или делают пересчет на стандартную температуру.

Ареометры для грунта

Приборы группы АГ позволяют определять грануло-метрический состав глинистой почвы при помощи стеклянного цилиндра с пустым стержнем с наполнителем.

Используют для мониторинга состояния акватории.

Для электролитов

Долговечность и качество работы аккумуляторной батареи без электролита с соответствующей концентрацией невозможны. Проверку крепости серной кислоты или концентрированной щелочи (реже) проводят при помощи ареометра для электролита АЭ. Зная эти показатели, можно точно определить время, когда следует менять электролит, чтобы вернуть емкость аккумулятора.

Уменьшение концентрации даже на 0,01 г/см³ означает разрядку на 1/20 от полной емкости, что еще не критично, так как она восстановится во время зарядки. Но большее отклонение будет говорить о том, что рабочий раствор некондиционный и необходимо его откорректировать, добавляя концентрированную кислоту или дистиллированную воду до тех пор, пока не будет получено нормативное значение плотности (1,22-1,29 г/см³ в зависимости от температуры).

Набор для автомобилиста это:

• плотномер-поплавок;
• стеклянная трубка;
• резиновая груша.

В аккумулятор вставляют трубку, грушей подтягивая раствор электролита внутрь емкости до тех пор, пока не появится поплавок-ареометр. Поплавок во время снятия показаний должен плавать внутри сосуда, не касаясь стенок или дна, а его положение должно быть вертикальным.

Также в продаже есть наборы поплавков разной массы при одном объеме, размещенные в общем контейнере из стекла. Заполнив такую емкость электролитом нужно выбрать тот поплавок, который будет плавать корректно – метка будет находиться на границе жидкости – это и будет фактическая плотность. Остальные поплавки утонут или будут плавать боком.

Доливка жидкости

Многие «светлые головы» горячо советуют в случае сильной разрядки батареи доливать в неё серную кислоту, что является недопустимым. Кислота не сразу смешается с оставшейся жидкостью, и для этого надо заряжать АКБ. Тем временем агрессивная жидкость будет интенсивно разъедать пластины, «съедая» заодно и активную массу — порошок, нанесённый на них.

Это интересно: Штраф за проезд водителем под «кирпич»

Если же долить электролит, то последствия не будут такими плачевными, но такая жидкость также плохо повлияет на состояние аккумулятора.

Доливать рекомендуется только воду. Исключения представляют те случаи, когда нужно менять весь электролит, поскольку имеющийся в батарее уже не подлежит зарядке из-за крайне низкой плотности.

Если плотность чересчур велика, нужно откачать ареометром жидкость, а потом долить дистиллированную воду. Далее производить зарядку малым током, не забывая о периодическом контроле плотности электролита.

Если электролит подлежит замене, нужно приготовить новый. Для правильного приготовления в стеклянную или кислотостойкую пластиковую ёмкость вначале наливается дистиллированная вода, а потом, тонкой струёй, кислота.

Добавляя кислоту малыми порциями, нужно часто проверять плотность электролита, доведя её до нужной величины, в зависимости от региона проживания и сезона.

Классификация ареометров

Большинство ареометров, бытовых или лабораторных, внешне похожи. Одни предназначены для тестирования различных жидкостей, другие – только определенных. Назначение прибора определяет его калибровку. Классифицируются плотномеры по:

• Веществу, содержание которого в растворе измеряется. К ним относятся спиртометры, солемеры, лактометры, сахарометры и т.д.
• По назначению: общие или специализированные.
• По градуировке, т.е. по тому, какие единицы измерения нанесены на шкалу. плотности или концентрации. Единицы измерения могут быть весовыми или объемными.
• По типу прибора: классический вариант или электронный. К последним относятся плотномеры, рефрактометры и т.д.

Электронные приборы, которые имеют шкалу и прозрачную призму, называются рефрактометрами. Их цель — измерять преломление светового луча и по нему определять плотность жидкости. Другая разновидность электронных систем отличается щупом на конце. Цифровой дисплей есть лишь в самых современных и дорогих моделях. А в изделиях попроще есть окуляр, в который рассматривают нарисованную шкалу и определяют результат измерения. Также существуют модели электронных ареометров, имеющие встроенные системы терморегуляции или термокомпенсации.

Однако, из-за высокой стоимости электронных приборов, которая доходит до 100-кратной, такие высокотехнологичные приборы используют лишь на больших химических и пищевых заводах. Т.е. в местах, где нужно быстро определять качество жидкостей на конвейере, причем контроль должен быть постоянным.

Ареометры разделяются по классу точности. Концентрации веществ определяются в диапазоне от 0,1 до 2%. А шкала плотности идёт с ценой деления от 0, 0005 до 0,02 граммов на сантиметр кубический.

Есть специализированные ареометры:

• Алкоголеметр (алкотестер) — для измерения процентного содержания алкоголя в жидкости.
• Лактометр — для определения жирности молока.
• Сахарометр — тестирует концентрацию сахара.
• Аккумуляторный ареометр — замеряет плотность электролита.
• Тестер антифриза — анализирует плотность охлаждающей жидкости.
• Ацидометр — определяет концентрацию кислоты.
• Солемер — измеряет концентрацию соли.
• Уринометр — показывает плотность мочи.
• Баркометр — используется для определения дубильных веществ в растворах для вычинки кож…

В специализированных ареометрах применяются специфические шкалы для измерения строго определенных веществ. Самые распространенные из таких шкал:

• API-гравитация повсеместно используется в нефтяной промышленности.
• Шкала Baume используется в промышленной химии и фармакологии.
• Шкала Брикса — в производстве фруктовых соков и сахара.
• Шкала Oechsle — для тестирования виноградного сусла в виноделии.
• Шкала Платона хорошо известна пивоварам.
• Шкала Twaddell применялась в промышленном производстве отбеливателей и красителей…

Как пользоваться ареометром

Пользоваться прибором очень легко. Чтобы определить необходимый параметр, поплавок помещают в емкость с раствором. Он должен успокоиться, что даст максимально точный показатель.

В случае работы с опасными жидкостями данная процедура должна происходить по-особенному. Так как от плотности и концентрации кислоты в электролите зависит исправная работа аккумулятора, периодически нужно проводить проверку этих параметров при помощи ареометра (о том, какими способами можно продлить срок службы АКБ, читайте в отдельной статье).

Показатель плотности электролита в аккумуляторах должен быть в пределах 1,22-1,29 гр/см3 (зависит от климата, в котором эксплуатируется автомобиль). Некоторые модели АКБ оснащены смотровым окошком, в котором помещен индикатор заряда. Его показатели:

• красный цвет – уровень электролита упал, требуется восполнить объем (при этом заряда еще может хватать, чтобы стартер смог раскрутить маховик);
• белый цвет – аккумулятор разряжен приблизительно на 50%;
• зеленый цвет – источник питания имеет достаточный заряд.

Эти показатели помогут определить, можно ли использовать источник питания для работы энергоемкого оборудования, например, аудиосистемы (как правильно подключить автомобильный усилитель, описано здесь).

Периодическое обслуживание источника питания поможет определить, нужно долить в него дистиллят или АКБ нуждается в подзарядке. В обслуживаемых аккумуляторах замеры производятся автомобильным ареометром. Вот небольшая инструкция, как им правильно пользоваться.

Пошаговая инструкция проведения измерений

Перед измерением технической жидкости важно убедиться, что ее температура соответствует требованиям для данной процедуры. Производители рекомендуют проводить замеры при температуре в пределах +20 градусов (не окружающей среды, а проверяемой среды)

Плотность одной и той же жидкости изменяется при разных показателях термометра, поэтому для устранения неточностей необходимо придерживаться данной рекомендации.

Для простоты замеров некоторые современные модификации оснащены термометром для определения температуры жидкости. чтобы можно было точно определить, соответствует ли жидкость нужным параметрам, иногда на шкале (или в технической документации прибора) указываются поправка с учетом нестандартной температуры.

Процедура выполняется в следующей последовательности:

1. нужно убедиться, что с момента последней зарядки прошло не менее шести часов;
2. выкручиваются все пробки батареи;
3. поплавок (ареометр) вставляется в большую колбу, сверху надевается груша, а с другой стороны – пробка с зауженным горлышком;
4. прежде чем опустить резиновый наконечник в электролит, полностью сжимается груша;
5. пипетка погружается в жидкость, груша разжимается;
6. объема электролита должно быть столько, чтобы поплавок внутри колбы свободно плавал и не прикасался к стенкам колбы;
7. после считывания показателей электролит плавно возвращается в банку аккумулятора, пробки закручиваются.

Для лучшей сохранности ареометр необходимо вымыть водой. Это предотвратит образование внутри колбы налета, который может повлиять на точность замеров в последующем.

Безопасность при замерах

Технические жидкости в автомобиле нередко токсичны и при длительном контакте с кожей могут ее повредить (особенно в случае с кислотным раствором), поэтому при работе с ними важно придерживаться техники безопасности. Вот что должен помнить каждый автомобилист:

во избежание контакта кислоты с кожей рук, необходимо использовать резиновые перчатки;
в процессе работы аккумулятора вода из него может испаряться (касается обслуживаемых модификаций), поэтому, откручивая пробки, нужно быть аккуратным, чтобы не вдохнуть кислотные пары;
при работе с аккумулятором категорически запрещается курить и использовать любой источник открытого огня;
замеры важно проводить в хорошо проветриваемом помещении;
работа с опасными жидкостями не терпит спешки (из-за невнимательности электролит может попасть на кузов автомобиля и разъесть металл).