毕业论文：汽车蓄电池的维护.doc

目目 录录 一、引言一、引言.1 二、蓄电池的概述二、蓄电池的概述.1 1、蓄电池的功用.1 2、蓄电池的分类.2 三、蓄电池的结构与工作原理三、蓄电池的结构与工作原理.2 1、蓄电池的结构.2 2、蓄电池的工作原理.4 四、蓄电池的故障及原因分析四、蓄电池的故障及原因分析.5 1、蓄电池封口胶开裂.6 2、外壳破裂.6 3、极桩或连接板断裂.7 4、桩头接触不良或连接松动.7 5、桩头断裂.7 6、电解液液面降低过快.8 7、极板硫化.8 8、自行放电.8 9、活性物质大量脱落.9 五、蓄电池的使用与维护五、蓄电池的使用与维护.10 1、蓄电池的使用.10 2、蓄电池的维护.11 3、蓄电池的充电.11 4、蓄电池的检测.13 六、结论六、结论.14 致谢致谢.16 参考文献参考文献.17 1 汽车蓄电池的维护 作者： 班级： 学号： 一、引言 随着国民经济的迅猛发展，汽车产量逐年增加，汽车技术也不断 更新，给汽车故障的诊断与排除增加了一定难度。本篇论文重点讨论 汽车用蓄电池的故障和分析及检修方法。蓄电池是汽车的两个电源之 一，是汽车电路的重要组成部分。然而在汽车的使用过程中，蓄电池 难免会出现这样、那样的故障，随着汽车私有化程度的提高，汽车故 障将会影响到我们每一个人。分析研究蓄电池故障现象、原因、探索 蓄电池的故障排除方法和维护、使用具有重大而现实的意义。本文通 过对蓄电池故障的探讨，正确认识蓄电池故障，更好的使用和维护蓄 电池。 二、蓄电池的概述 蓄电池是汽车上的两个电源之一，它是一种可逆直流电源，在汽 车上与发电机并联，共同向用电设备供电。在发电机正常工作时，用 电设备主要由发电机供给。 1、蓄电池的功用 （1）发动机启动时，向起动机和点火系统、仪表系统及发电机磁 场供电。 （2）发电机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电。 （3）当用电设备同时接入较多，发电机超载时，协助发电机供电。 2 （4）蓄电池存电不足，而发电机负载又较小时，它可以将发电机 的电能转化为化学能储存起来（即充电） 。 2、蓄电池的分类 蓄电池的种类很多，按使用的电解液的成分，可分为酸性蓄电池 和碱性蓄电池；按电极材料，可分为铅蓄电池和铁镍、铬镍蓄电池； 按用途不同可分为汽车用蓄电池电瓶车用蓄电池、电讯、航标用蓄电 池等。目前汽车上广泛使用的是铅酸蓄电池，汽车上所使用的蓄电池 必须能满足起动发动机的需要，即短时间内（510s）可供给起动机 较大的电流（一般为 200600a） ，这种蓄电池通常称为起动型蓄电池。 本论文主要探讨的是铅酸起动型蓄电池。 三、蓄电池的结构与工作原理 1、蓄电池的结构 铅酸蓄电池是在盛有稀硫酸的容器中插入两组前铅制极板而构成 的电能储存器，蓄电池一般有 6 个单个电池串联而成，主要由极板， 隔板电解液，壳体及其他组成，如图 1。 图 1 3 （1）极板 极板为蓄电池的核心构件。蓄电池的充电放电过程就是通过极板 上的活性物质与电解液发生化学反应来实现的；极板分为正极板和负 极板，都是由栅架和活性物质组成的。电能和化学能的互相转化就是 依靠极板上的活性物质和电解液中的硫酸的化学反应来实现的，正极 板上的活性物质是二氧化铅（pbo2） ，呈深棕色；负极板上的活性物质 是海绵状的纯铅（pb） ，呈青灰色，如图 2。 图 2 栅架的作用是容纳活性物质并使极板成型，一般有铅锑合金浇筑 而成。 （2）隔板 为了减小蓄电池的内阻与尺寸，蓄电池内部正负极板应尽可能靠 近，为了防止负极板短路，所以用隔板将其隔开。隔板的材料应具有 多孔性，以便电解液渗透；且化学性能稳定，具有良好的耐酸性和抗 氧化性。 （3）电解液 电解液是由纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制的，在电能和化学能 的转换过程即冲电和放电的电化学反应中起导电作用，并参与蓄电池 4 内的化学反应。电解液的纯度是影响蓄电池的电器性能和使用寿命的 重要因素，一般工业用的硫酸和水中含有铁、铜等杂质，会加速自行 放电和损坏极板，故不能用于蓄电池。此外电解液的相对密度对蓄电 池的工作影响也很大。 （4）外壳 外壳为一种容器，电解液、极板组和隔板均装入其内。汽车用蓄 电池电压多为 6v 和 12v 两种规格，6v 蓄电池内分为 3 个单格， （即由 两个单格壁将容器分为互不相通的三个小容器） ，12v 蓄电池分为六个 单格。各单格底部做有垫脚，用以架起极板组，使其下方有足够的空 间作为沉淀槽，容纳脱落的活性物质。以免堆积起来接触极板，造成 短路。 （5）蓄电池盖 蓄电池盖由硬质橡胶或者工程塑料压制而成。有每个单格一个电 池盖的，也有各单格共用一个整体式电池盖的。单个电池盖上有 3 个 孔，中间大孔为注液孔，用于向单格内加注电解液，口内有螺纹，以 便旋入注液口盖；两侧小孔可供伸出极桩之用，空中或嵌有铅锑合金 套，或装有橡胶密封圈，可以防止电解液逸出，有合金套的在加盖后 需要将极桩与合金套熔焊为一体。 （6）其他 其他部件还有防护板，联条，封口料，注液口盖。 2、蓄电池的工作原理 铅酸蓄电池属于可循环使用的储能设备，其充电过程和放电过程 是一种可逆的电化学反应。电解液是硫酸水溶液，硫酸是极性分子， 5 所以硫酸多以离子形式存在。在充电过程中蓄电池的导电就是靠正负 运动来实现的，如图 3。 （1）放电过程的化学反应 蓄电池放电过程就是化学能转变为电能的过程，其化学反应时依 靠正负极板上的活性物质（pbo2和 pb）在电解液的作用下进行的。 图 3 正极板进入电解液后，发生如下反应： pbo2+pb+2h2so42pbso4+2h2o4 也就是说：正极板上的 pbo2和负极板上的 pb 逐渐演变为 pbso4， 电解液中的 h2so4逐渐演变为 h2o。这就是蓄电池化学能转变为电能的 过程。 （2）充电过程的电化学反应 2pbso4+2h2o2pbo2+pb+2h2so4 即在充电过程中，正负极板上的 pbso4重新生成 pb 和 pbo2，水变 为硫酸，就这样把电能转化为化学能。 6 四、蓄电池的故障及原因分析 维修实践表明，由于蓄电池导致的汽车故障占维修整车故障的 10左右。造成车用蓄电池故障的原因大体上可分为生产制造和使用 不当两大方面。生产制造方面的原因有：原材料质量欠佳(主要是极板 含铁或铜量过高)、工艺粗糙、极性装反造成极柱标错等；使用方面的 原因：也称人为原因，主要是指：充电不及时产生硫化，充电时极性 接反，外壳不干净，电解液不纯、杂质多、密度过高或过低，没有及 时定期维护等。维修车用蓄电池，是一个既久远而又新鲜的话题，许 多维修书刊都从原理的角度进行了详尽的阐述。本文主要从应急维修 和上路抢修的角度，介绍铅酸蓄电池常见故障部位的修理法，简单分 析故障成因，并适当介绍汽修厂的正规维修方法。 1、蓄电池封口胶开裂 封口胶开裂时，电解液将从裂缝中渗出，与表面灰尘等脏物混合， 造成蓄电池外表面短路，引起自行放电，使蓄电池的容量降低。其应 急修理的方法是：其一，用适量的沥青加热并待其熔化后，加入粘度 较大的齿轮油进行拌匀，然后将其填补在封口胶裂口处，冷却后 即 可使用；其二，用烧热的电烙铁或小铲子封补裂口。 2、外壳破裂 蓄电池外壳破裂，会导致电解液泄漏。应急修理时，先用温热水 把蓄电池壳的裂纹处清洗干净，擦干，然后用小刀将裂纹割成 v 形槽， 并将“好搭档 ab 胶调匀后涂在 v 形槽内，再用研磨成粉末状的废旧 蓄电池 壳的粉末撒满 v 形槽，将胶水涂在粉末上，待胶水渗透完后， 将其压实并在其表面贴一层布，最后在布上涂一层 ab 胶，2 min 左右 7 即可使用，完好如新。 “好搭档 ab 胶”具有粘接度高、粘接时间短(夏 天 5 min 左右、冬天 10min 左右)、使用方便的特点，非常适宜于维修 时快速沾接塑料件。 3、极桩或连接板断裂 若汽车在行驶途中发生蓄电池连接板或极桩断裂，可用一根粗铜 线作导线：一端接在干电池的炭精棒上(驾驶员用手电筒的电池)；另 一端接在没有损坏的极柱上，根据极柱的尺寸，剪一块白铁板将损坏 的极柱根部围好扎紧，然后用手钳夹持炭精棒，直接利用蓄电池本身 正、负极短路的方法，用干电池炭精棒直接熔化铜块来焊接好损坏的 极柱。在焊接前，注意关闭车上所有的电器的开关，将蓄电池盖全部 拧松或拆下，以防氢气聚集过多，在焊接时引起蓄电池爆炸。 4、桩头接触不良或连接松动 当蓄电池桩头接触不良时，可能导致全车无电；或喇叭、灯光正 常，而起动机不工作；或打开起动开关，当起动机运转时，仪表灯全 无指示。 由于蓄电池使用时间过久，从蓄电池加液盖通气扎中释放出来的 硫酸蒸气，对蓄电池极桩接线夹头具有强烈的腐蚀作用，使蓄电池的 极桩与夹头之间锈死不易拆卸，并在蓄电池极桩与夹头之间产生较大 的接触电阻，致使蓄电池不能大电流放电，造成发动机起动困难。特 别是对那些铁制、铜制夹头，由于抗腐蚀性能差，上述弊端更加明显。 维修时，千万不可野蛮拆卸，更不能采取锯断极桩的方法拆卸。可用 开水冲洗极桩夹，将赃物和杂质冲洗干净，然后再用钳子夹住夹头左 右轻轻活动，夹头便会自然脱落。冲洗干净后，若卡头腐蚀严重，应 8 更换新卡头。若腐蚀不十分严重，冲洗干净后仍可继续使用。重新装 配时，应在卡头和极柱表面均匀地涂上一层凡士林或润滑油，防止再 度氧化。 5、桩头断裂 桩头断裂时，会出现全车无电。若桩头断裂一半，可用铜皮或铁 板等材料自制夹头，或用电容器的夹箍代用，并将自制的夹头与未断 裂的半环桩头用螺栓紧固在一起，即可使用。若桩头完全断裂，则可 用铜线与自制夹头直接捆扎定位使用。若桩头齐根折断，则可用报废 气缸垫床的铜皮自制一个夹头套在软铜线上，并在接头上钻一孔，然 后将它与原桩头固定在一起。值得说明的是：采用以上方法急救时， 最好是使用摇手柄起动发动机，不要使用起动机起动。 6、电解液液面降低过快 发现蓄电池电解液消耗过快时，应检查其外壳有无裂纹，加液口 盖是否旋紧，封口胶有无裂纹，然后检查调节器，如果限额电压过高， 会导致充电电流过大，并伴有烧坏灯泡等现象。若是蓄电池外壳破裂 或封口胶开裂，则应按前述的方法进行应急修理。若是调节器限额电 压过高，需重新进行调整，并在调整合适后向蓄电池内添加蒸馏水， 因电解液蒸发损失的是水分，而不是硫酸。 7、极板硫化 蓄电池长期处在放电状态或者充电不足状态下，会在极板上逐渐 生成一层白色的粗大而坚硬的硫酸铅晶体，称为极板硫化，简称硫化。 蓄电池硫化的主要表现是：放电时蓄电池容量明显降低，起动无力； 用高率放电计检查时，单格电池电压急剧下降；充电时单格电池电压 9 迅速上升到 25 v 左右，电解液温度过高，但相对密度却增加缓慢， 且过早出现“沸腾”现象。 8、自行放电 充足电的蓄电池，因某种原因放置不用，会逐渐失去电荷，这种 现象称为自行放电。一般每 24 h 容量下降不大于 2，属于正常的自 放电。超过 2的自放电就是有故障了。其故障表现是：当再次起动 发动机时，起动机明显无力，甚至不转；测量电解液密度，其值明显 低于停驶之前，蓄电池自行放电的原因主要有：电解液不纯，不同的 杂质之间形成电位差，产生局部放电；或者是溢出的电解液堆积在盖 板上，正、负极桩形成通路；或者是硫酸下沉，上下部密度差别大， 使极板上下部发生电位差引起自放电。应急修理的方法是：若蓄电池 顶部不清洁，则可用稀释的氨水或碳酸钠溶液清洗干净；若全部单格 电池自行放电严重且电解液呈现褐色，则应更换电解液；若个别单格 电池自行放电严重，则可拆修该单格电池。 9、活性物质大量脱落 蓄电池的电解液混浊并呈现褐色，同时其容量明显不足，这是活 性物质脱落的现象。其主要原因有： （1）蓄电池负极板受冻。由于蓄电池制造厂一般采用热风循环的 干燥方式，极板表面一层的活性物质先干燥，里层的活性物质后干燥。 这种干燥方式有它的优点，即在湿热条件下，极板水分缓缓挥发，活 性物质自身结合牢固，活性物质与极板板栅结合也牢固。但这种干燥 方式也有缺点：干燥时间长，而且负极板上的海绵状纯铅往往不容易 干透，存有水分。冬季大气寒冷，存放极板及蓄电池的库房温度很低， 10 没有干透的负极板就会受冻。 （2）使用蓄电池时加注的电解密度偏高。有的人在加注电解液时， 往往只注意到了电解液密度值，却忽略了规定的相对应标准温度。特 别是在冬、夏两季，加注的电解液密度必须严格符合说明书的规定。 （3）大电流过充电，或者是低温大电流放电，或者是在行驶中过 分颠簸振动，都会加速活性物质脱落。 五、蓄电池的使用与维护 蓄电池的不正确使用、维护甚至欠维护是导致上述故障的根本原 因，所以我们在使用过程中一定要注意按照科学的方法以及进行必要 的维护。 1、蓄电池的使用 铅酸蓄电池在使用过程中应遵循以下几个原则： （1）新电池启用前要做好初充电。对于干湿荷电铅蓄电池，也应 按气温条件，选择适当相对密度的电解液注入蓄电池，最好浸泡 23 小时后再装车使用。 （2）防止蓄电池长时间大电流放电。在使用起动机起动时，每次 起动时间不得超过 5s，一次起动不成功应间歇 15s 再启动，以后起动 至少间隔 1015min，必要时应检查起动机起动困难的原因，避免盲目、 连续、长时间地使用起动机。 （3）防止蓄电池过充电。过充电将导致电解液过量消耗，而且容 易造成活性物质脱落。实践证明，充电电压升高 10%12%，铅蓄电池 的寿命将缩短 2/3 左右。 （4）尽量避免蓄电池过放电和长时间处于欠电状态下工作，防止 11 硫酸铅再结晶而产生硫化。 （5）使用期间应根据季节的变化，及时调节电解液的密度。 （6）保持清洁，妥善安装。蓄电池顶部若有电解液溢出，应使用 含量为 5%的苏打水冲洗并晾干，蓄电池安装应松紧适当，加液孔上的 盖应保持畅通，极柱与导线的联接应牢固可靠，极柱表面应涂凡士林 或者润滑脂，以防氧化。 （7）定期检查液面高度，液面低于规定值（1015mm）时应补充 蒸馏水。 （8）定期检查蓄电池的放电程度，必要应时进行补充充电。放完 电的铅酸蓄电池必须在 24 小时内进行补充充电。 2、蓄电池的维护 为了使蓄电池常处于完好状态，延长其使用寿命，对使用中的蓄 电池应进行必要的维护工作。 （1）清洁蓄电池外表的的灰尘及泥土，疏通加液孔盖上的通气小 孔。 （2）清洁蓄电池接线柱和电缆端子的氧化物。 （3）紧固蓄电池的安装架，电线接线柱和电缆端子应紧固并涂上 润滑油脂。 （4）定期检查蓄电池电解液液面高度和相对密度。一般每行驶 1000km 或冬季行驶 1015 天、夏季行驶 56 天，应检查液面高度。 （5）经常检查蓄电池的存电量，发现存电不足应及时补充充电。 检查蓄电池的存电量可以通过检查电解液的密度和使用高效放电计。 12 3、蓄电池的充电 （1）蓄电池的充电设备 蓄电池是直流电源，必须用直流电充电。直流充电设备很多， 常用的有电动机发电机组和各种整流电源（整流器） 。电动机 发电机组是由一台三相交流电动机驱动一台直流发电机发出直流 电的。这种充电电源具有功率大、充电电压和充电电流适应范围 广、易于调整的特点。但它体积笨重，必须固定安装，不便于移 动，因此，适用于拥有大量蓄电池成批集中充电的大型重点场所。 （2）蓄电池的充电方法 a.定流充电 在充电过程中，使用充电电流恒定的充电方法叫定流充电。 它是最常用的充电方法。 定流充电时应将所有的电瓶串联，最好是将容量相同的电瓶 串联。待单格电压上升至 2.4v 时，应将电流减小一半，直至完全 充足，如图 4。 如图 4 b.定压充电 13 加在电瓶两端的电压恒定不变的充电方法叫定压充电。 c.脉冲式充电 就是先用较大的电流充电，当充到额定容量的 50%60%时，在店 里的控制下，自动以下列方式进行：停充放电正脉冲充电停止 放电正脉冲充电。 （3）蓄电池的充电种类 a.初充电 现在一般都采用干荷式蓄电池，故不需要初充电。 b.补充充电 补充充电是指对使用中的蓄电池在无故障的前提下，为保持或恢 复其额定容量而进行的正常的保养性充电。 一般汽车用蓄电池应每隔 12 个月从车上拆下来进行一次补充充 电。补充充电可采用恒压充电或两阶段充电。 c.去硫化充电 去硫化充电是消除铅蓄电池极板硫化的一种排故性充电。 4、蓄电池的检测 蓄电池的技术状况可以根据放电程度和启动能力进行检测和判断。 放电程度是反映蓄电池供电能力的重要指标之一。放电程度越大，则 供电能力越小；反之放电程度越小，则供电能力越大。 蓄电池放电程度的大小，既可以通过测量电解液的密度进行换算， 也可以通过检测蓄电池大负荷放电的端电压进行判断。 （1）检测电解液密度 电解液密度是反映蓄电池技术状况的重要指标。通过测量电解液 14 密度，可以判断蓄电池的放电程度，如图 5。 图 5 如果各电池槽中的电解液密度相互间偏差不超过 0.02 克/厘米 3(如 1.11-1.13)，可对蓄电池进行充电，恢复其性能；当偏差超过此 值时，说明蓄电池有短路，应进行修复或更换。测量电解液密度是以 20的温度为标准，平时测量的电解液密度必须进行温度校正，其计 算公式为： p20=pt+0.0007(t-20) 式中 p20-20时的密