畢業(yè)論文--蓄電池日常維護與常見故障排除

1、<p>　　淺談“汽車蓄電池常見故障排除與日常維護”</p><p>　　摘要：闡述了汽車蓄電池常見故障、在什么情況下產生故障、產生故障的原因及排除方法，陳述了蓄電池及配件清洗方法和蓄電池電解液液面高度的檢查的方法，介紹了通過測量電解液密度及端電壓來判斷蓄電池故障，最后介紹了延長蓄電池壽命的方法。蓄電池是一種可逆的低壓直流電源，它既能將化學能轉化為電能，也能將電能轉換為化學能。汽車在起動發(fā)動機時，蓄電池

2、要在5～10秒的時間內，向起動機連續(xù)供給強大電流，一般的汽油起動機需要200～600 A的電流，而柴油起動機則需要800～1000 A的電流，因此，對汽車用蓄電池的要求是:容量大、內阻小、有足夠的起動能力。</p><p>　　關鍵詞： 工作原理 常見故障 維護</p><p>　　很多車主都認為蓄電池是一個很簡單的東西，平時也不太注意作維護保養(yǎng)，其實在汽車的日常使用中，蓄電池也

3、算得是最重要的部件之一，馬虎不得。 讓我們一起來認識蓄電池吧！</p><p>　　一、蓄電池的構造：由極板、隔板、電解液、外殼、鉛連接條、極柱等組成。</p><p>　　極板：極板是蓄電池的核心部分，蓄電池充、放電的化學反應主要是依靠極板上的活性物質與電解液進行的。極板分正極板和負極板，由柵架和活性物質組成。</p><p>　　隔板：隔板插放在正、負極板之間，

4、防止正、負極板互相接觸造成短路。隔板耐酸、具有多孔性，以利于電解液的滲透。常用的隔板材料有木質、微孔橡膠和微孔塑料等。微孔塑料隔板孔徑小、孔率高、成本低，因此被廣泛采用。</p><p>　　電解液：電解液在蓄電池的化學反應中，起到離子間導電的作用，并參與蓄電池的化學反應。電解液由純硫酸（H2SO4）與蒸餾水按一定比例配制而成，其密度一般為1.24～1.31g/cm3。 </p><p>

5、　　殼體：殼體用于盛放電解液和極板組，應該耐酸、耐熱、耐震。殼體多采用硬橡膠或聚丙烯塑料制成，為整體式結構，底部有凸起的肋條以擱置極板組。殼內由間壁分成3個或6個互不相通的單格，各單格之間用鉛質聯(lián)條串聯(lián)起來。</p><p>　　二、蓄電池分類：蓄電池有堿性蓄電池和酸性蓄電池兩大類,汽車一般采用鉛酸蓄電池；鉛酸蓄電池可分為四種：濕荷電蓄電池、干荷電蓄電池、少維護蓄電池和免維護蓄電池?，F(xiàn)代轎車上基本上都采用免維護蓄

6、電池。 </p><p>　　免維護蓄電池的特點 ：</p><p>　　使用中不需加注蒸餾水。</p><p>　　容量保持時間長；自行放電少，可以在2年以上的時間進行濕式儲存。</p><p>　　使用壽命長；使用壽命一般都在4年左右，為普通蓄電池使用壽命的2～3倍。</p><p>　　接線極柱腐蝕??；由于設計有

7、新型的安全通氣裝置，不但能保存單體電池中的酸氣，并能防止火花引起的爆炸，還能保持其頂部干燥，因而減少了接線極柱的腐蝕。</p><p>　　內阻小、起動性能好；單體電池間采用穿壁式連接，減小了蓄電池內阻，可使連接條的功率損失減少80%，放電電壓提高0.15～0.4 V，因此，比普通蓄電池具有較好的起動性能。免維護蓄電池的主要缺點是極板制造工藝復雜，價格比較高。</p><p>　　“免維護

8、電池”，并非真正的“免維護”，而是說這種電池在通常狀況下不需要拿出來充電。有些轎車上的免維護蓄電池還裝有溫度補償型比重計，可以指示蓄電池的存放電狀態(tài)和電解液液位的高度。當比重計的指示眼呈綠色時，表明充電已足，蓄電池正常；當指示眼綠點很少或為黑色時，表明蓄電池需要充電；當指示眼顯示淡黃色時，表明蓄電池部有故障，就需要修理或進行更換。</p><p><b>　　三、蓄電池作用：</b><

9、/p><p>　　當發(fā)動機剛起動時，蓄電池要向起動機和點火系統(tǒng)供電;</p><p>　　在發(fā)動機低速運轉時，蓄電池向汽車上的用電設備和發(fā)電機的勵磁繞組供電;</p><p>　　在發(fā)動機已中、高速運轉時，蓄電池將發(fā)電機剩余的電能轉化為化學能儲存起來;</p><p>　　當發(fā)電機過載時，蓄電池協(xié)助發(fā)電機向用電設備供電;</p>&

10、lt;p>　　蓄電池相當于一個大電容器，能吸收電路中出現(xiàn)的瞬時過電壓，保護電子元件，保持汽車電器系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定。 </p><p>　　四、蓄電池的工作原理：</p><p>　　1.鉛蓄電池的放電：</p><p>　　當鉛蓄電池的正、負極板浸入電解液中時，在正、負極板間就會產生約2.1V的靜止電動勢，此時若接入負載，在電動勢的作用下，電流就會從蓄電池的正極

11、經(jīng)外電路流向蓄電池的負極，這一過程稱為放電，蓄電池的放電過程是化學能轉變?yōu)殡娔艿倪^程。</p><p>　　放電時，正極板上的PbO2和負極板上的Pb，都與電解液中的H2SO4反應生成硫酸鉛（PbSO4），沉附在正、負極板上。電解液中H2SO4不斷減少，密度下降。</p><p>　　理論上，放電過程可以進行到極板上的活性物質被耗盡為止，但由于生成的PbSO4沉附于極板表面，阻礙電解液向活

12、性物質內層滲透，使得內層活性物質因缺少電解液而不能參加反應，因此在使用中被稱為放完電蓄電池的活性物質利用率只有20％～30％。因此，采用薄型極板，增加極板的多孔性，可以提高活性物質的利用率，增大蓄電池的容量</p><p>　　2.鉛蓄電池的充電：</p><p>　　充電時，蓄電池的正、負極分別與直流電源的正、負極相連，當充電電源的端電壓高于蓄電池的電動勢時，在電場的作用下，電流從蓄電池

13、的正極流入，負極流出，這一過程稱為充電。蓄電池充電過程是電能轉換為化學能的過程。</p><p>　　充電時，正、負極板上的PbSO4還原成PbO2和Pb，電解液中的H2SO4增多，密度上升。當充電接近終了時，PbSO4已基本還原成PbO2和Pb，這時，過剩的充電電流將電解水，使正極板附近產生O2從電解液中逸出，負極板附近產生H2從電解液中逸出，電解液液面高度降低。因此，鉛蓄電池需要定期補充蒸餾水。</p&

14、gt;<p><b>　　五、蓄電池的故障：</b></p><p>　　鉛蓄電池是汽車上非常重要的裝置之一。它為汽車起動提供電源，使汽車電機轉動，并供給汽車發(fā)動，點火及照明用電。按額定電壓分，主要有6V、12V系列，但應用最廣泛的是12V蓄電池。對于蓄電池的用戶，蓄電池的維護是十分重要的環(huán)節(jié)。維護工作做得好，蓄電池的壽命長。反之，則壽命短。在使用蓄電池的過程中，難免會出現(xiàn)故障

15、，蓄電池常見故障包括外部故障和內部故障兩大類：</p><p>　?。ㄒ唬┩獠抗收希和鈿ち褤p、封口料破裂和極柱松動、連接條或極柱腐蝕燒損。</p><p>　　外殼裂損：這是一種最嚴重的破壞性故障。當汽車在行駛中受到強烈的振動、鉛蓄電池過熱或壓 力過大、電解液冰凍膨脹都會使蓄電池的外殼破裂損壞。對這種故障，只能立即從車上取下蓄電池進行檢修或廢棄。 </p>&l

16、t;p>　　封口料破裂和極柱松動：蓄電池封口料破裂損壞的原因同外殼損壞的原因相同，而極柱松動則是由于在裝拆導線及檢查接觸情況時用力過大造成的。對于封口料有輕微破裂的蓄電池，可用電烙鐵或熱鐵棒燙封修補;封口料嚴重開裂、缺損或極柱松動，則應拆下進行更換。 </p><p>　　連接條或極柱腐蝕燒損：產生這種故障的主要原因是安裝蓄電池時，未在連接條和極柱上涂防腐劑;未清除池蓋頂部殘留的電解液;火線帶、負載接線與連

17、接條或異性極柱之間有短路等。對連接條或極柱輕度腐蝕者，可將其清除干凈后，涂上凡士林油;連接條或極柱腐蝕較重的可作局部焊補;連接條或極柱嚴重腐蝕和燒傷時，則應拆下進行更換。 </p><p>　　（二）內部故障包括：極板硫化、活性物質脫落、極板柵架腐蝕、極板短路、自放電、極板拱曲等</p><p><b>　　極板硫化</b></p><p>　

18、　故障特征：極板上生成一層白色粗晶粒的PbSO4，在正常充電時不能轉化為PbO2和Pb的現(xiàn)象。硫化的電池放電時，電壓急劇降低，過早降至終止電壓，電池容量減小。蓄電池充電時單格電壓上升過快，電解液溫度迅速升高，但密度增加緩慢過早產生氣泡，甚至一充電就有氣泡。</p><p>　　故障原因：（1）蓄電池長期充電不足或放電后沒有及時充電，導致極板上的PbSO4有一部分溶解于電解液中，環(huán)境溫度越高，溶解度越大。當環(huán)境溫度

19、降低時，溶解度減小，溶解的PbSO4就會重新析出，在極板上再次結晶，形成硫化。</p><p>　?。?）電解液液面過低，使極板上部與空氣接觸而被氧化，在行車中，電解液上下波動與極板的氧化部分接觸，會生成大晶粒PbSO4硬化層，使極板上部硫化。</p><p>　?。?）長期過量放電或小電流深度放電，使極板深處活性物質的孔隙內生成PbSO4。</p><p>　?。?/p>

20、4）新蓄電池初充電不徹底，活性物質未得到充分還原。</p><p>　?。?）電解液密度過高、成分不純，外部氣溫變化劇烈。</p><p>　　排除方法：輕度硫化的蓄電池，可用小電流長時間充電的方法予以排除；硫化較嚴重者采用去硫化充電方法消除硫化；硫化特別嚴重的蓄電池應報廢。、</p><p><b>　　活性物質脫落</b></p>

21、;<p>　　故障特征：主要指正極板上的活性物質PbO2的脫落；蓄電池容量減小，充電時從加液孔中可看到有褐色物質，電解液渾濁。</p><p>　　故障原因：（1）蓄電池充電電流過大，電解液溫度過高，使活性物質膨脹、松軟而易于脫落。</p><p>　?。?）蓄電池經(jīng)常過充電，極板孔隙中逸出大量氣體，在極板孔隙中造成壓力，而使活性物質脫落。</p><p&

22、gt;　?。?）經(jīng)常低溫大電流放電使極板彎曲變形，導致活性物質脫落。</p><p>　　（4）汽車行駛中的顛簸振動。</p><p>　　排除方法：對于活性物質脫落的鉛蓄電池，若沉積物較少時，可清除后繼續(xù)使用；若沉積物較多時，應更換新極板和電解液。</p><p><b>　　極板板柵腐蝕</b></p><p>　　

23、故障特征：主要是正極板柵架腐蝕，極板呈腐爛狀態(tài)，活性物質以塊狀堆積在隔板之間，蓄電池輸出容量降低。</p><p>　　故障原因：（1）蓄電池經(jīng)常過充電，正極板處產生的O2使柵架氧化。</p><p>　?。?）電解液密度、溫度過高、充電時間過長，會加速極板腐蝕。</p><p>　?。?）電解液不純。 </p><p>　　排除方法：腐蝕較

24、輕的蓄電池，電解液中如果有雜質，應倒出電解液，并反復用蒸餾水清洗，然后加入新的電解液，充電后即可使用；腐蝕較嚴重的蓄電池，如果是電解液密度過高，可將其調整到規(guī)定值，在不充電的情況下繼續(xù)使用；腐蝕嚴重的蓄電池，如柵架斷裂、活性物質成塊脫落等，則需更換極板。</p><p><b>　　極板短路</b></p><p>　　故障特征：蓄電池正、負極板直接接觸或被其它導電物

25、質搭接稱為極板短路。</p><p>　　極板短路的蓄電池充電時充電電壓很低或為零，電解液溫度迅速升高，密度上升很慢，充電末期氣泡很少。 </p><p>　　故障原因：（1）隔板破損使正、負極板直接接觸。</p><p>　?。?）活性物質大量脫落，沉積后將正、負極板連通。</p><p><b>　?。?）極板組彎曲。</

26、b></p><p>　?。?）導電物體落入池內。 </p><p>　　排除方法：出現(xiàn)極板短路時，必須將蓄電池拆開檢查。</p><p><b>　　自放電</b></p><p>　　故障特征：蓄電池在無負載的狀態(tài)下，電量自動消失的現(xiàn)象稱為自放電。如果充足電的蓄電池在30天之內每晝夜容量降低超過2%，稱為故障性

27、自放電。</p><p>　　故障原因：（1）電解液不純，雜質與極板之間以及沉附于極板上的不同雜質之間形成電位差，通過電解液產生局部放電。</p><p>　　（2）蓄電池長期存放，硫酸下沉，使極板上、下部產生電位差引起自放電。</p><p>　　（3）蓄電池溢出的電解液堆積在電池蓋的表面，使正、負極柱形成通路。</p><p>　　（4）

28、極板活性物質脫落，下部沉積物過多使極板短路。</p><p>　　排除方法：自放電較輕的蓄電池，可將其正常放完電后，倒出電解液，用蒸餾水反復清洗干凈，再加入新電解液，充足電后即可使用；自放電較為嚴重時，應將電池完全放電，倒出電解液，取出極板組，抽出隔板，用蒸餾水沖洗之后重新組裝，加入新的電解液重新充電后使用。</p><p>　　六、蓄電池的正確使用與維護：</p><

29、p>　　每次的起動時間不要超過5 s，起動的間隔時間要大于15 s，最多連續(xù)起動3次; </p><p>　　蓄電池在汽車上應固定牢靠，安裝搬運時應輕搬輕放;</p><p>　　在冬季使用蓄電池時，應特別注意保持其處于充足電的狀態(tài)，以防結冰;</p><p>　　在冬季補加蒸餾水時應在充電時進行，以防結冰;</p><p>　　蓄電池

30、在冬季容量會降低，發(fā)動機在起動前最好進行預熱;</p><p>　　在冬季由于氣溫低，蓄電池充電會發(fā)生困難，應經(jīng)常檢查蓄電池的存電狀況。 </p><p>　　6.1 蓄電池及配件清洗</p><p>　　如果蓄電池外殼和托架需要清洗，按以下步驟進行清洗：清洗蓄電池時，最好從車上拆下蓄電池，用蘇打水溶液沖洗整個殼體（圖1）, 然后用清水沖洗蓄電池并用紙巾擦

31、干。對蓄電池托架，可先用鑷子刀刮凈厚腐蝕物，然后用蘇打水溶液清洗托架（圖2），之后用水沖洗并干燥。托架干燥后，漆上防腐漆。 </p><p>　　圖1 清洗蓄電池 圖2 清洗脫架</p><p>　　如果極樁和電纜卡子需要清洗，按以下步驟進行清洗：可先用蘇打水溶液清洗，再用專用清潔工具進行清洗。清洗后，在電纜卡子上涂上凡士林或潤滑油防止

32、腐蝕。注意蓄電池及其配件清洗前，要擰緊加液孔蓋，防止蘇打水溶液進入蓄電池內部。</p><p>　　6.2蓄電池電解液液面高度的檢查</p><p>　　電解液液面高度檢查的方法有目測法和玻璃管觀察測量法(如圖3)。觀察或測量電解液液面應在蓄電池外殼上、下液面線之間。</p><p>　　圖3 玻璃管觀察電解液液面高度 圖4 檢測電解液密度

33、</p><p>　　當電解液液面過低時，應加注蒸餾水，以恢復正常的液面高度。除非確知電解液濺出，否則不許添加硫酸溶液。</p><p>　　6.3蓄電池放電程度的檢測</p><p>　　蓄電池的放電程度用高率放電計檢測，對于技術狀態(tài)良好的蓄電池，當以啟動電流或規(guī)定的放電電流連續(xù)放電15s時，測量電壓應不低于規(guī)定值。</p><p>　　表

34、1 測量電壓判斷和處理蓄電池故障</p><p><b>　　7.結束語：</b></p><p>　　汽車用鉛蓄電池的技術性能和使用壽命不僅取決于其本身的結構和質量，而且還與使用時維護的好壞有關?？傊娱L蓄電池壽命，必須做到以下幾點。①在使用汽車蓄電池時，檢查蓄電池在車上安裝是否牢靠，導線接頭與電樁的連接是否緊固。用戶要經(jīng)常觀察蓄電池外殼表面有無電解液漏出，經(jīng)

35、常清除蓄電池蓋上的灰塵和污垢，保持蓄電池外表面的清潔干燥。擦去電池頂上的電液,疏通加液孔蓋上的氣孔，清除包樁和導線接頭上氧化物。②定期檢查和調整電解液的相對密度及液面高度，液面不足時，應補加蒸餾水。③經(jīng)常保持汽車充電系統(tǒng)的正常工作，若發(fā)現(xiàn)發(fā)電機和調節(jié)器出現(xiàn)故障應予以及時排除。正確起動發(fā)動機。定期補充充電。④新蓄電池使用之前，需要合理選擇電解液相對密度，根據(jù)不同使用條件進行選擇，寒冷地區(qū)使用相對密度較高的電解液。⑤經(jīng)常檢查電氣系統(tǒng)的絕緣性

36、，排除漏電和短接。⑥定期檢查端電壓，應經(jīng)常保持蓄電池充足電的狀態(tài)，檢查蓄電池放電程度，超過規(guī)定時立即充電。⑦ 防止冬季因充電不足而造成電解液結冰，防止大電流過充電、過放電，防止夏季過充電?？傊谲囕v使用過程中，對蓄電池的要求較高，必須定期強制維護，維修時必須嚴格遵守工藝規(guī)范。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 朱松然.蓄電池手

37、冊[M].天津：天津大學出版社，1998，41.</p><p>　　[2] 福州鉛酸蓄電池去硫化儀獲國家專利.</p><p>　　[3] 汽車起動用鉛酸蓄電池維護保養(yǎng)及故障判定知識.</p><p>　　[4] 陳紅雨，熊正林，李中奇.先進鉛酸蓄電池制造工藝[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010，318-324.</p><p>　　[5