極板上生成白色粗晶粒硫酸鉛現象,稱為硫酸鉛硬化,簡稱“硫化”。 極板疏化主要是負極板硫化。實踐證明,硫化是導致蓄電池壽命終止的主要原因。
極板硫化的特徵是:產生的粗晶粒硫酸鉛導電性很差,正常充電很難還原為二氧化鉛和海綿狀鉛。由於晶粒粗、體積大,會堵塞活性物質的孔隙,阻礙電解液的滲透和擴散,因此蓄電池的內阻增大。極板嚴重硫化後,在充電或放電時都會出現異常現象。放電時,由於內阻大,因此電壓急劇下降,不能持續供給大電流。充電時,由於內阻大,因此單格電池的充電電壓高達2.8 V以上(實測達30 V以上);又因還原性差,所以密度上升很慢,溫度上升很快,過早出現大量冒氣泡(即“沸騰”)現象。
極板硫化的主要原因如下:
1、蓄電池長期充電不足或放電後不及時充電。當溫度變化時,硫酸鉛發生再結晶是形成硫化的根本原因。在正常放電時,極板上生成的硫酸鉛晶粒較小,導電效能相對較好,充電時能夠還原為二氧化鉛和鉛。但是,當長期處於放電狀態時,極板上的硫酸鉛將部分溶解,溫度越高,溶解度越大;當溫度降低時,溶解度隨之減小,以致出現過飽和現象,這時,部分硫酸鉛就會從電解液中析出並再次結晶成更大晶粒的硫酸鉛附在極板表面而形成硫化。
2、蓄電池液麵過低。當電解液液麵過低時,在汽車行駛過程中,由於電解液上下波動,極板(主要是負極板)露出液麵部分與空氣接觸而被氧化,氧化後的極板與波動的電解液接觸就會逐漸形成粗晶粒硫酸鉛硬化層而使極板上部產生硫化。
3、電解液密度過高、電液不純和氣溫變化劇烈等是促使硫化形成的外部原因。
由此可見,避免硫化的主要措施是保持蓄電池經常處於充足電狀態。蓄電池在汽車上雖有充電系統為其充電,但只能保證基本充足,因此應當定期(每2個月)取下送充電間徹底充電一次;對放完電的蓄電池應在24h內送充電間充電;電解液液麵高度應符合規定。
(二)活性物質脫落
主要是正極板上的活性物質脫落,是蓄電池過早損壞的主要原因之一。活性物質脫落故障的特徵是:蓄電池輸出容量減小;充電時電解液渾濁,呈棕色液體。
導致活性物質脫落的原因是:充電電流過大;“過充”時間長;低溫大電流放電。
過充電會電解水,併產生大量氫氣和氧氣。當氫氣從負極板的孔隙內向外衝出時,就會導致活性物質鉛脫落;同理,當氧氣從正極板的孔隙內向外衝出時,會導致活性物質二氧化鉛脫落。大電流放電,特別是低溫大電流放電時,極板易拱曲變形而導致活性物質脫落。因此,蓄電池充電電流不能過大。在實際充電中,當蓄電池基本充足時,應將充電電流調小一半。
(三)自行放電
蓄電池在無負載狀態下,電量自行消失的現象稱為自行放電,簡稱自放電。蓄電池自行放電是不可避免的,這是由其構造因素決定的。對於充足電的蓄電池,在30天內,若每晝夜容量降低不超過1%,則為正常自行放電;若每晝夜容量降低超過2%,則為故障性自行放電。
導致蓄電池自行放電的主要原因是使用因素,如電解液含雜質過多,電解液密度偏高,電池表面不清潔等等。其次是構造因素,如柵架中含有銻,它不僅會形成區域性電池自行放電,而且還會使負極的氫過電位降低,加速鉛溶解而自行放電。免維護蓄電池的柵架改用鉛—鈣—低銻合金或鉛—鈣—錫合金,其自行放電程度已顯著減少。
自行放電嚴重的塑料槽式蓄電池只能報廢。避免產生自行放電故障必須注意以下幾點:
1、配製電解液必須使用專用硫酸(即應符合國標GB4554-84《蓄電池用硫酸》規定),所用水必須是蒸餾水(即應符合專業標準ZBK84004-89《鉛酸蓄電池用水》規定);
2、配製電解液所用器皿必須是耐酸材料製做的,配好的電解液應妥善保管,嚴防掉入髒物;
3、電池蓋、塞要蓋好,以免掉入雜質;
4、電池表面如有酸泥等髒物,要用清水沖洗乾淨,並保持清潔、乾燥。
(四)蓄電池在汽車不工作時放電故障的診斷
蓄電池在汽車不工作時放電故障的診斷見圖:
二、充電系統故障診斷與排除通常充電警告燈亮時,駕駛員會首先知道充電系統發生故障。另外,當發動機因蓄電池電力微弱而不能起動,或前照燈亮度變暗時,也會發現充電系統不正常。
(一)充電系統故障排除的一般程式
1、故障診斷前應進行充電系電路分析
線上路圖上畫出有問題的線路,分析電流由電源流過負載的路徑,對有問題的相關線路加以檢查,明白這樣的連線關係對分析故障的原因是有幫助的。
2、基本檢測
⑴ 檢測發電機V形帶的張力
經常檢查發電機V形帶的張緊程度和損壞程度,如不符合規定應進行調整。 一旦發現有損壞跡象要及時更換V形帶。檢查V形帶張緊度的方法有兩種:用張力規進行檢測。
⑵ 蓄電池電量檢測
使用下圖所示蓄電池測試儀器進行蓄電池負荷實驗。保持測試5s、如果蓄電池有故障或者充電不足的話,那麼蓄電池電壓就很快地下降,即“電壓崩潰”,電壓值在9.0之下。
⑶ 檢測發電機的搭鐵線接觸是否良好
用手持式萬用表直流電壓檔進行測試,正表筆搭在發電機殼體上,負表筆搭在蓄電池負極上,如果顯示的電壓為正就表示搭鐵良好,否則搭鐵不良。
(二)充電系統故障的診斷與排除
交流發電機充電系統常見故障有充電指示燈不亮、充電系統不充電、充電電流不穩(指示燈時亮
時滅)。
1、充電指示燈不亮的排除
充電指示燈不亮和充電系統不充電對駕駛員和普通修理工來說,都是十分傷腦筋的問題。轎車的充電指示燈採用的是發光二極體,其電路為發電機的預勵磁電路(發電機電壓低於蓄電池電壓時的勵磁電路)的一部分,當充電指示燈不亮時,可能導致發電機不發電,因此,了解其故障原因,掌握其排除方法很有必要。
⑴ 充電系統能否充電的診斷:
判斷充電系統能否充電最有效的方法是用萬用表檢測判斷,方法是:先將點火開關斷開,用萬用表檢測發電機“B+”端子與發電機殼體間的電壓應為12 V左右(如電壓為零或過低,說明“B+”端子至蓄電池正極柱間線路斷路、端子接觸不良或蓄電池故障),然後起動發動機並將其轉速逐漸升高到比怠速稍高(3000r/min左右),如萬用表指示的電壓高於點火開關斷開時測得的電壓(12V),說明充電系統能充電;如電壓低於或等於點火開關斷開時測得的電壓,則說明充電系統不充電,判斷程式如圖4-4所示。
⑵ 充電指示燈不亮的原因:
充電指示燈不亮的具體原因如下:
① 充電指示燈或與之串聯的電阻斷路;
② 指示燈線路斷路或線路中的二極體斷路;
④ 發電機磁場繞組斷路;
⑤ IC調節器故障。
⑶ 充電指示燈不亮的排除:
當接通點火開關時充電指示燈不亮,起動發動機後發電機又能發電,說明磁場電路能接通,電流經電阻向發電機預勵磁,故障原因是充電指示燈或電阻斷路。
① 斷開點火開關,檢測其“30”端子與發電機殼體問的電壓,如電壓為12 V左右,則繼續檢查;如“30”端子電壓為零或過低,說明該端子至蓄電池正極柱之間連線斷路、端子鬆脫或蓄電池故障。檢查斷路故障時,可用12V試燈(該車儀表燈亦可)一端搭鐵,另一端接檢測部位進行檢查。試燈發亮為線路良好;試燈不亮說明有斷路故障。
② 接通點火開關(發動機不起動),檢測其“15”端子與發電機殼體間的電壓,如電壓為12V左右,則繼續檢查;如“15”端子電壓為零,說明點火開關故障,應予檢修或更換。
③ 在點火開關“15”端子與發電機“D+”端子之間串接一隻12 V/2 W左右的試燈,如試燈發亮,說明點火開關“15”端子與發電機“D+”端子之間線路斷路;如試燈不亮,說明磁場繞組斷路或調節器故障,應予修理或更換髮電機總成,故障排除程式如上圖所示。
2、不充電故障的診斷與排除
⑴ 故障現象:
當充電系統正常時,發動機轉速升到比怠速轉速(850 r/min)或稍高時,交流發電機輸出電壓即可達到調節電壓並對蓄電池充電。若發電機中高速運轉時,充電指示燈仍指示放電(發光二極體仍亮),則說明充電系統不充電。
⑵ 故障原因:
① 發電機磁場輸出“D+”端子至點火開關“15”端子之間的連線斷路或聯結器鬆脫;
② 點火開關“30”端子至蓄電池正極柱之間線路斷路或單端子聯結器插頭鬆脫;
④ 發電機磁場繞組斷路或搭鐵而導致磁場電流不通;
⑤ 電刷在電刷架中卡住而不能與集流環接觸;
⑥ 交流發電機的驅動帶過鬆;
⑦ 調節器故障。
⑶ 故障診斷與排除:
根據轎車預勵磁電路的特點,排除充電系統不充電故障時,可分為兩種情況進行。如果充電指示燈不亮而充電系統又不充電,則按圖4-5進行排除。如指示燈常亮而不充電,則按圖4-6排除。
① 檢查交流發電機驅動帶的撓度是否符合規定(2~5 mm)。撓度過大應予調整。
② 接通點火開關,在發電機“D+”端子與殼體之間連線一隻12 V/2 W左右的試燈,如試燈發亮,說明磁場繞組斷路或調節器故障,應予修理或更換髮電機總成;如試燈不亮,說明發電機“D+”端子至充電指示燈之間線路搭鐵,故障排除程式如圖所示。
3、充電指示燈時亮時滅的排除
⑴ 故障原因:
① 發電機驅動帶撓度過大而出現打滑;
② 發電機個別整流二極體斷路、一相定子繞組連線不良或斷路而導致發電機輸出功率不足;
⑵ 故障排除:
① 檢查驅動帶的撓度是否符合規定;② 拆下調節器和電刷元件總成,並按前述IC調節器與電刷元件檢修方法進行檢修。如調節電壓過低(低於12.5 V)或電刷高度過低(低於5 mm),則應更換新品;③ 如調節器和電刷元件良好,說明發電機二極體、定子繞組斷路,需拆下發電機總成進行試驗與檢修,故障排除程式如圖所示。