仪器设备使用.docx

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仪器设备使用

蓄电池

实训五蓄电池性能检测

一、实训目的及要求

（1）熟悉蓄电池的基本结构和工作原理。

（2）掌握蓄电池的基本检测方法。

（3）掌握蓄电池的充电方法。

（4）掌握蓄电池的使用注意事项及维护方法。

二、实训设备

（1）汽车启动用铅酸蓄电池、密度计、吸液器、万用表、温度计、高率放电计、细玻璃管及棒。

（2）各种类型的蓄电池极板、隔板、壳体和附件等。

（3）充电机、凡士林、润滑脂、蒸馏水、密度为1.835g/cm3的纯硫酸、钢丝刷等。

三、相关知识

1.蓄电池的结构与类型

（1）普通铅酸蓄电池主要由极板、隔板、电解液、壳体和连接条等组成。

1板分为正极板和负极板，均由栅架和活性物质组成，正极板的活性物质是二氧化铅，呈深棕色；负极板上活性物质是纯铅，呈青灰色。

负极板比正极板多一块（学生通过查资料了解原因）。

②隔板插放在正、负极板之间，以防止正、负极板相互接触造成短路。

常用的隔板材料有木制材料、微孔橡胶和微孔塑料等。

③壳体用于盛放电解液、极板组、隔板。

壳体多用硬橡胶或聚丙烯塑料制成。

底部有凸起的肋条，以搁置极板组。

④电解液是由密度为1.835g/cm3的纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，其密度一般为1.24-1.30g/cm3。

（2）干荷电铅酸蓄电池。

干荷电铅酸蓄电池可使极板组在干燥状态下长期保存制造过程中得到的电荷。

在规定的保存期内（2年），只要加注符合规定密度的电解液，搁置30min，不需要进行初充电即可使用。

（3）免维护铅酸蓄电池。

无需对蓄电油进行加注蒸馏水、检测电解液高度、检测电解液密度等维护作业。

2.蓄电池的工作原理

蓄电池的基本工作状态是放电和充电。

铅酸蓄电池充、放电过程是由正、负极板上的活性物质与电解液中的硫酸进行化学反应来完成的。

（1）铅酸蓄电池的静止电动势。

将铅酸蓄电池的正、负极板浸入电解液中，正、负极板与电解液相互作用，在正负极板间就会产生约2.1V的静止电动势。

（2）铅酸蓄电池的充放电。

铅酸蓄电池的正、负极板浸入电解液中后，正、负极板间会产生约2.1V的静止电动势。

接入负载，电流即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换成电能的过程。

放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb都与电解液中的H2SO4发生反应，生成硫酸铅PbSO4，沉积在正、负极板上。

电解液中的H2SO4不断减少，密度下降。

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，从负极流出，这一过程称为充电。

蓄电池的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还原为PbO2和Pb，电解液中的H2SO4增多。

密度上升充电接近终了时，PbSO4基本还原为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，铅酸蓄电池需要定期补充蒸馏水。

蓄电池的充放电过程如图4-4所示

（3）蓄电池的性能指标。

蓄电池的容量标志着蓄电池对外供电的能力。

它是指在放电允许的范围内，蓄电池输出的电量，即C=IFtF

式中：

C为蓄电池的容量，单位为A·h；

IF为放电电流，单位为A；

tF为放电时间，单位为h。

蓄电池的容量与放电电流的大小、电解液的温度有关。

额定容量：

它指完全充足电的蓄电池，在电解液温度为（25±15）℃时，以20h放电率的放电电流连续放电至单格电压降至1.75V时所输出的电量。

启动容量：

它表示蓄电池在发动机启动时的供电能力。

额定电压相同的蓄电池，可以有不同的额定容量和启动容量，不同车型所需蓄电池的启动容量可以不同。

四、实训内容

1.蓄电池的拆卸

从车上拆下蓄电池时，应首先接通点火开关检查并读取自诊断系统的故障码，然后按以下步骤进行拆卸：

（1）将点火开关置于“OFF”（断开）位置，切断电源。

（2）先拧松负极柱上搭铁电缆的接头螺栓并取下搭铁电缆接头，然后再拧松正极柱上的电缆接头螺栓和取下该电缆接头，拧松蓄电池正、负电缆的固定夹。

（3）从车上取下蓄电池。

（4）检查蓄电池封胶有无开裂和损坏，极桩有无破损，壳体有无泄露，否则应修理或者更换。

然后用清水冲洗蓄电池外部的灰尘和污垢，再用碱水清洗。

（5）疏通加液盖通气孔。

2.蓄电池参数检测

（1）检测蓄电池液面高度

方法1：

用玻璃管测量法。

如图（a）所示

玻璃管测量法

①用一空心玻璃管插入蓄电池电解液内极片的上平面处。

②玻璃管内的电解液与电池液面同高，用大拇指按紧玻璃管上端，使管口密封。

③提起玻璃管，测量玻璃管内的液面高度，即为蓄电池电解液液面高度。

标准值为10-15mm。

过低应加入蒸馏水使之符合标准。

将电解液液面高度测量值填入表1中。

方法2：

观察液面高度指示线法。

如图（b）所示

观察液面高度指示线法

使用透明塑料容器的蓄电池，检查液面高度时，在容器壁上刻有两条高度指示线。

正常液面高度介于两线之间的中线上。

低于下限线则为液面过低，应加入蒸馏水补充。

方法3：

从加液面孔观察判断法。

如图（c）所示

观察加液孔颜色法

部分轿车蓄电池在电解液加液孔内侧的标准液面位置处开有方视孔，以检视液面高度。

观察液面在方孔下面为液面过低；正好与方孔平并为标准；液面没过方孔而充满加液口底部以上为过多。

（2）检测蓄电池电解液密度

电解液的密度大小，是判断蓄电池容量的重要标志，用密度计测量电解液密度的步骤如下：

①打开蓄电池的加液盖。

②把密度计下端的橡皮管插入单格电池的加液孔内，如图4-6所示。

③用手将橡皮球捏瘪，再慢慢放开，电解液就会被吸到玻璃管中。

④使管内的浮子浮在玻璃管中央（不要相互接触），读密度计的读数。

注意事项：

读数时，使密度计刻度线与眼睛平齐，测量的密度值应用标准温度（+25℃）予以校正（同时测量电解液温度）。

不同温度条件下电解液密度修正值见表4-2。

⑤放电程度的判断方法。

电解液密度与放电程度的关系是：

密度每下降0.01g/cm3相当于蓄电池放电6%。

当判定蓄电池在夏季放电超过50%，冬季放电超过25%时不宜再使用，应及时进行充电，否则会使蓄电池早期损坏。

⑥将所测量的密度值、温度值与修正后的电解液密度值，以及根据密度下降的程度计算出的蓄电池剩余电量填入表4-3。

注意：

此项测量应该避免在蓄电池刚加入蒸馏水或者大电流放电过后进行，否则因为蓄电池内部电解液不平衡会使测量结果产生较大误差。

（3）蓄电池电压的测量

方法1：

万用表测量蓄电池端电压

万用表测量蓄电池端电压，只能作为检测的参考因素。

通常静置时，测量端电压大于等于12.6V，并且电解液密度大于等于1.22g/cm3时，才可以判定蓄电池具有一定的电量储备。

方法2：

高率放电计检测（蓄电池检测表）

高率放电计是模拟起动机工作状态，检测蓄电池容量的仪表。

它由一只电压表和一只负载电阻组成，其结构和测量方法见下图。

由于在检测时，蓄电池对负载电阻放电电流可达100A以上，因此，能比较准确判定蓄电池的容量和基本性能，是目前普遍使用的蓄电池检测仪表。

测量的数据：

若稳定在10-12V区间，说明蓄电池存电充足，不需要充电；

若指针在9-10V区间，说明蓄电池存电不足，需要充电；

若指针在9V以下区间，说明蓄电池严重亏电，要立即充电，才能使用。

如果空载电压基本符合要求，但负载时指针迅速下降至9V以下，说明蓄电池已经损坏。

注意：

①不同型号的高率放电计，负荷电阻值可能不同，放电电流和电压表的读数也就不同，使用时应注意参照说明书。

②高率放电计的测量结果还与蓄电池容量有关，蓄电池容量越大，内阻就越小，高率放电计的测量值也越大。

③测量时应保证高率放电计两叉尖与单格电池的正、负极桩良好接触。

④此项测量不能连续进行，必须间隔1min后才可以再次检测，以防止蓄电池损坏。

蓄电池测量电压与放电程度的关系见表4-4。

在负载检测后，立即进行单格电压的检测，可以发现蓄电池单格性能是否正常，方法是：

断开红色测试夹，将功能转换开关置于2，然后用附带软测试表笔依次从高电压单格进行测量（如无外部连接条，可将表笔插入加液孔，并触及内部极板），显示数值应该逐次线性递减，如果哪个单格递减数值与其他相比较大，则说明此格电池组有故障，需要检修或者更换。

将测量结果填入表4-5。

3.蓄电池电解液加注补液和密度调整维护

（1）电解液的加注作业。

初次使用的蓄电池，加液作业应该按照使用地区温度条件加注适当密度的电解液。

不同的地区温度条件加注电解液的标准见表4-6所示。

加注电解液作业需注意的问题：

①需要调整电解液密度时，禁止将蒸馏水倒人浓硫酸中，以免发生爆溅，造成烧伤事故。

②配置电解液时，因硫酸稀释放热，因此配置好的电解液须待其冷却到35℃以下时，方可注人蓄电池内。

③干荷蓄电池加注电解液后需要静置30min后才能使用。

（2）蓄电池的补液维护作业。

蓄电池的补液维护作业是在清洁和检测作业后进行的。

其方法是:

直接将专用蓄电池补液（蒸馏水）加入到蓄电池内部，满足液面高度要求即可加液后的电解液高度值填入表4-1中。

禁止使用不符合要求的水作为补液加注，通常也不可以加注电解液替代蒸馏水使用。

（3）蓄电池电解液密度的调整。

对于经常使用的蓄电池，在维护作业时，如果单格电解液密度有明显不同时，应该进行密度调整，以防止放电内阻的变化影响其正常工作。

具体方法是:

在完成补允充电作业后，重复检查电解液密度，对于不符合标定值的单格，用吸液器抽出部分电解液，然后根据具体情况补允蒸馏水或者高密度电解液，至符合规定值，然后对其进行放电作业，待其放电终止后，按照规范补允充电至充电终止。

4.蓄电池的充电

蓄电池充电通常采用的方法有:

恒压充电、恒流充电和脉冲快速充电三种。

从延长蓄电池使用寿命角度出发，建议采用恒流充电方式。

（1）蓄电池的初充电。

现在汽车普遍采用干荷电铅酸蓄电池，因其出厂时极板已经带电，所以初次使用时只需按规定加足电解液后，静置20-30min即可装车使用。

（2）蓄电池的补充充电

①先拆下蓄电池的负、正极接线，清洁蓄电池外部的脏污和极柱上的氧化物，疏通通气小孔，拧下加液孔盖。

②检查电解液液面高度，如电解液不足，应先补充蒸馏水。

③连接充电机的正、负极到蓄电池的正、负极。

④开始充电，充电电流一般根据蓄电池的容量而定，通常为蓄电池额定容量的1/10。

⑤整个充电过程中必须随时测量各单格电池的温度，以免温度过高影响蓄电池的性能。

当电解液温度上升到40℃时，应立即将充电电流减半。

此时，如果电解液温度仍继续升高，应该停止充电，待温度降低到35℃以下时，再继续充电，也可以采用风冷或水冷的方法降温。

补充充电可选择恒压充电法或恒流充电法：

①恒压充电时间短，充电电流大小不能调整。

多个蓄电池采用并联连接法，每条支路上单格电池的数目应相等，各蓄电池额定电压相等，但容量不一定相同。

并联蓄电池的数目必须按充电机的最大输出电流来决定。

②恒流充电正好相反，恒流充电中，充电过程分两阶段，第一阶段充电电流为蓄电池额定容量的1/10，充电至单格电池电压达2.3-2.4V，第二阶段电流为电池额定容量的1/20，充电至单格电压达2.5-2.7V。

恒流充电时被充蓄电池采用串联连接法。

不同蓄电池可以是不同的电压，但容量最好相同，否则充电电流应按小容量的蓄电池进行选择，待其充足后应及时摘出，再给大容量的蓄电池充电。

5.蓄电池实训注意事项

（1）蓄电池大电流放电或添加蒸馏水后，不应马上测量电解液相对密度。

（2）充电前需检查电解液的液面高度，电解液不足时不得充电。

充电过程中，要及时检查记录各单格电池电解液密度和端电压。

充电时，蓄电池上部有易爆气体，因此不得在附近吸烟、使用明火或制造火花。

（3）充电时，应旋开出气孔盖，使产生的气体能顺利逸出，以免发生事故。

（4）蓄电池安装时，应参照技术参数检查待用蓄电池是否适合本车使用，不同车型所用蓄电池容量有所不同;安装前在正、负极桩及其电缆接头上涂抹一层凡士林或润滑脂，以防极桩和接头氧化腐蚀;正、负电缆接头连接时先接正极柱上的电缆接头，然后再接负极柱上的搭铁电缆接头，并且连接牢固。

五、实训考核

1.考核要求

（1）会利用正确的方法，检测普通铅酸蓄电池、干荷或湿荷铅酸蓄电池的相关参数

（2）能正确进行蓄电池的充电过程

（3）能够正确使用相关工具、仪表

2.考评标准（见表2）。

蓄电池的检测操作工单

班级：

姓名：

时间：

年月日

考核时限：

20分钟

信息获取

蓄电池型号：

一、场地及设备初步检查（考前对场地安全和设备的检查及准备）1

1）工量具检查准备：

备注

2）仪器设备检查准备：

项目1）至3）不需要作记录；

3）技术资料检查准备：

二、操作过程

1、蓄电池外观检查

（1）检查蓄电池外壳是否有裂纹。

正常□损伤□

（2）检查加液孔盖通气孔是否畅通。

正常□堵塞□

（3）检查正、负极柱是否腐蚀。

正常□腐蚀□

2、蓄电池液面高度检查

（1）玻璃管检查法

单格数

1

2

3

4

5

6

测量值

正常

低于标准

高于标准

（2）液面高度指示线检查法

正常□低于标准□高于标准□

3、电荷情况检查

（1）利用数字万用表对蓄电池进行检测

测量值：

正常□低于标准□

（2）利用高率放电计对蓄电池进行检测

测量值：

正常□需要充电□更换□

4、利用密度计对蓄电池进行检测

电解液温度：

单格数

1

2

3

4

5

6

测量值

正常

低于标准

高于标准