Что это? Плотность электролита и ареометр – неотъемлемые понятия. Первое указывает на степень разряженности автомобильного аккумулятора, второе – прибор, с помощью которого можно измерить этот показатель.
Как измерять? Чтобы измерить плотность электролита ареометром, необходимо отсоединить клеммы и снять АКБ, затем открутить крышечки смотровых колодцев и поочередно провести измерения.
В этой статье:
О чем говорит плотность электролита в АКБ
Одним из способов определения неисправности аккумуляторной батареи является измерение плотности электролита. Замеры производятся как при замкнутой электроцепи, так и без. Если плотность низкая, то это означает, что:
- неисправность локализована в какой-то отдельной ячейке;
- имеет место глубокий разряд всей батареи;
- внутри аккумулятора разорвана цепь.
Классическим электролитом в АКБ выступает раствор серной кислоты. Именно ее концентрация и влияет на плотность: чем выше содержание H2SO4 в растворе, тем больше и плотность. Однако на данный показатель дополнительно оказывают влияние:
- температура электролита;
- уровень заряда АКБ.
Когда батарея разряжается, часть серной кислоты реагирует с металлом пластин (образуя соль). В итоге плотность электролита падает.
О чем говорит плотность электролита в АКБ
Для того чтобы получать релевантные данные, измерение плотности кислотного раствора принято проводить, когда его температура составляет 25 °С (или близка к ней). Нормальным значением плотности при полной зарядке аккумулятора является показатель 1,27 г/см3 (±0,01). В зависимости от климатической зоны, где происходит эксплуатация АКБ, плотность может варьироваться в пределах ±5 %.
По мере разрядки батареи линейно снижается и плотность. Когда заряд оказывается израсходованным наполовину, плотность достигает значения в 1,2 г/см3 (±0,01). При полной разрядке – 1,1 г/см3 (±0,01).
У исправного аккумулятора (в котором нет коротких замыканий между пластинами) плотность электролита во всех банках одинаковая (и химический состав раствора тоже). Если же где-то коротит, то в неисправной банке плотность электролита будет заметно ниже – на 0,1-0,15 г/см3. Если же плотность одинаково низкая во всех банках, то налицо глубокая разрядка. Такой эффект также может свидетельствовать о сульфатации АКБ или о ее сильном устаревании.
При зарядке линейно растет плотность электролита и концентрация кислоты в растворе. Как следствие, общий уровень жидкости в каждой банке повышается. При разрядке уровень падает, но он все равно должен полностью покрывать пластины. Недопустимо использовать батарею с низким уровнем электролита, когда верхние части пластин обнажены – перед установкой АКБ необходимо проверить уровень раствора в каждой банке (он должен быть миллиметров на 10-15 выше кромки сепараторов – пластин, генерирующих заряд).
Что собой представляет ареометр для измерения плотности электролита
Плотность электролита в аккумуляторе определяется по закону Архимеда. Ареометр имеет нормативную плотность, и то, насколько он погрузится в раствор, зависит от концентрации кислоты (на корпусе ареометра нанесена соответствующая шкала). Как же проверить плотность электролита ареометром на практике? Перед использованием данного прибора следует разобраться с единицами измерения – зачастую шкала нанесена не в г/см3, а в системе СИ – в кг/м3.
Ареометр устроен крайне просто – он представляет собой тонкую, герметично запаянную стеклянную трубку (чтобы жидкость не повредила шкалу, она наносится на внутреннюю поверхность трубки). Один конец трубки имеет шарообразное утолщение, в котором находится утяжеляющий груз. Он нужен для того, чтобы измеритель мог плавать вертикально и было удобно разглядеть уровень его погружения по шкале.
Данный прибор имеет прозрачную колбу, в который с помощью груши набирается исследуемая жидкость. Внутри колбы уже присутствует сам измеритель-ареометр, который оказывается погружен в жидкость в соответствии с соотношением плотностей. Конструкция колбы такова, что можно без проблем вернуть всю жидкость, взятую для измерения, обратно. Такой способ исследования позволяет произвести замеры плотностей в тех случаях, когда поместить в емкость с жидкостью обычный ареометр бывает трудно, а то и вовсе невозможно.
Что собой представляет ареометр для измерения плотности электролита
На рынке также можно найти электронные ареометры. Но они намного дороже аналоговых и при этом не дают очевидного преимущества, поэтому они не сильно распространены. Неправильно называть такие цифровые измерители плотности рефракторами. Последний является прибором, который определяет плотность жидкости по углу преломления света. Электронные ареометры используют иной принцип, а что касается рефракторов, то с их помощью удобно измерять физические характеристики иных автомобильных жидкостей, например антифриза.
Приобретайте такие ареометры, в которых шкала имеет максимальный масштаб. Большая цена деления позволит более точно определить плотность электролита, ведь здесь важна каждая сотая доля грамма на см3. В стеклянной колбе шкалу видно четче по сравнению с пластиковыми, которые со временем мутнеют. Однако стекло требует более бережного к себе отношения.
Техника безопасности при измерении плотности электролита ареометром
Осуществляя проверку плотности электролита в аккумуляторе ареометром, помните, что имеете дело с весьма концентрированной серной кислотой, неосторожное обращение с которой может привести к получению серьезных ожогов незащищенных участков кожи. Соблюдайте следующие правила безопасности:
- перед тем как замерять плотность электролита ареометром, всегда надевайте высокий резиновый фартук;
- руки должны быть защищены длинными резиновыми перчатками;
- глаза надо прикрыть специальными защитными очками.
Помните! Контакт кислотного раствора из АКБ с глазами может привести к необратимой потере зрения! Если же кислота все-таки попала на незащищенные участки кожи, то нужно немедленно промыть это место под проточной водой в течение не менее 15 минут. Затем следует сделать раствор соды: на 20 мл воды нужно положить 1 чайную ложку, размешать и аккуратно нанести раствор на обожженный участок. Вместо раствора соды можно использовать мыльную воду. Щелочь нейтрализует действие кислоты. А после того, как пройдет боль, надо немедленно обратиться к врачу.
Алгоритм измерения плотности электролита ареометром
Замер плотности электролита ареометром в холодное время года, должен осуществляться в отапливаемом помещении (с температурой окружающего воздуха не менее +25 °С, при этом аккумулятор должен некоторое время постоять в теплом помещении, чтобы нагреться). Перед тем как приступать к измерениям, нужно выполнить ряд требований, влияющих на их точность:
- Батарея должна быть разряжена полностью.
- Если вы хотите установить плотность электролита полностью заряженной батареи, то после отключения от сети АКБ должна постоять несколько часов (химическая реакция по восстановлению кислоты из соли должна полностью прекратиться).
- При измерении плотности ареометром получаемые данные следует корректировать в зависимости от температуры окружающего воздуха (нормативным уровнем температуры является +27 °С; каждые 6 °С ниже данного значения убирают 0,004 г/см3 плотности, если выше, то к получаемому значению нужно приплюсовать 0,004).
- Пробки банок открываются исключительно по очереди, причем вскрытой одновременно остается лишь одна банка (также нужно тщательно вытереть корпус АКБ от всевозможных загрязнений – никакие посторонние примеси не должны попасть в электролит, берущийся для исследования).
Рассмотрим последовательность действий по пользованию автомобильным ареометром при замере плотности электролита в аккумуляторе.
- Присоедините пипетку снизу и поместите в колбу ареометра денсиметр.
- Далее пипеткой наберите электролит в банке АКБ и налейте образец в колбу ареометра.
- Проследите, чтобы денсиметр не упирался в колбу другим своим концом – он должен свободно плавать в ней.
- После того как вы наберете достаточно электролита в колбу, подождите несколько секунд, пока денсиметр не перестанет колебаться; затем отметьте у себя точку пересечения шкалы с уровнем жидкости.
Предварительно уточните единицы измерения. Если шкала плотности электролита вашего ареометра в кг/м3, то полученное значение нужно разделить на 1000.
Алгоритм измерения плотности электролита ареометром
Весьма распространены и ареометры с поплавками для проверки плотности электролита. Вот алгоритм пользования ими.
Принцип работы таких устройств следующий: колбу нужно наполнить раствором, и в зависимости от того, какова его плотность, на поверхность всплывет поплавок того или иного цвета. Значение каждого цвета указано на корпусе ареометра. Здесь не следует торопиться – после того как колба будет наполнена образцом жидкости, нужно подождать примерно 10-15 секунд. Поплавок-индикатор всплывает с запаздыванием.
Итак, нормальная плотность электролита в аккумуляторе составляет 1,27 г/см3. Более высокое значение на ареометре свидетельствует о присутствии в растворе избытка серной кислоты – ее нужно разбавить дистиллированной водой (ни в коем случае не из-под крана). Если плотность меньше 1,27 г/см3, то кислоты нужно, наоборот, добавить. А можно поступить и радикальнее: слить весь электролит из банки и залить купленный готовый, смешанный в заводских условиях раствор.
Некоторые автомобильные ареометры имеют несколько шкал, которые позволяют использовать их для определения плотности не только электролита, но и антифриза. Эта функциональная особенность представляет собой большую ценность в условиях крайнего севера, так как понимание плотности тосола дает возможность узнать температуру его кристаллизации. А если вы перемещаетесь между населенными пунктами в условиях зимней тундры, то данная информация может реально спасти вам жизнь (чтобы случайно не выключить на лютом морозе мотор и в итоге не остаться без источника тепла).
Если невооруженным глазом видно, что прибор не идеально чистый, то перед тем, как мерить плотность электролита ареометром, обязательно нужно промыть его от остатков кислоты. Использовать для этого нужно исключительно купленную в аптеке дистиллированную воду. Также настоятельно рекомендуется неукоснительно соблюдать нижеуказанные требования:
- Ни в коем случае не пренебрегайте правилами безопасности – при работе с кислотосодержащими растворами используйте защитную одежду и не делайте торопливых, резких движений (в противном случае вероятность получения химического ожога возрастает на порядок).
- Денсиметр должен свободно плавать в колбе, не касаясь ее стенок (в противном случае он может к ним прилипнуть, и показания прибора будут сбиты, а пальцем его не оттолкнешь).
- Опасность представляет не только раствор серной кислоты в АКБ, но и некоторые составы антифриза – производители часто добавляют туда вместо пропиленгликоля этиленгликоль, который является летучим соединением и чрезвычайно ядовит (используйте при таких замерах средства защиты органов дыхания – респираторные маски и противогазы).
Долив воды после измерения плотности электролита
Раньше с помощью ареометров постоянно снимались показания плотности электролита, и в банки аккумуляторов регулярно приходилось подливать дистиллят. В современные АКБ при штатной эксплуатации ничего доливать не нужно (батареи стали необслуживаемыми). В чем же суть изменений?
Дело в том, что процедура зарядки батареи предусматривает выделение тепла, которое приводит, прежде всего, к интенсивному испарению воды из раствора электролита. От цикла к циклу вода постепенно выпаривалась, просачиваясь через некачественные уплотнения заглушек.
Электролит полностью должен покрывать свинцовые пластины, чтобы они взаимодействовали с серной кислотой всей своей площадью – от этого зависит электрическая эффективность химической реакции. Если уровень раствора низкий, то объема генерируемой электрической мощности может просто не хватить для запуска двигателя. К тому же при выпаривании воды увеличивается концентрация серной кислоты (и ее плотность), то есть опять же образуется ее излишек, который не будет участвовать в реакции, – емкость аккумулятора снижается дополнительно.
Поэтому раньше в банки АКБ изредка добавляли воду (ведь серная кислота при образующихся при зарядке температурах не выпаривается).
Долив воды после измерения плотности электролита
Принцип работы аккумуляторов остался прежним, но почему же сейчас ничего доливать не нужно? Неужели нашли способ заставить воду не испаряться при нагревании? И да, и нет. Вода испаряется, но в разы в меньших количествах. В старые аккумуляторы для обеспечения большей прочности свинцовых пластин добавлялась сурьма. Но она одновременно играла роль катализатора гидролизного процесса, при котором вода под действием электрического тока разлагалась на водород и кислород.
А уж водород не удержишь никакими уплотнителями – этот газ способен диффундировать даже сквозь стенки кварцевых реторт. В итоге в старых АКБ вода не столько выпаривалась, сколько улетучивалась, будучи разложенной на составляющие ее газы.
Регулярная проверка уровня и плотности электролита ареометром позволит вам контролировать исправность аккумуляторной батареи на вашем транспортном средстве самостоятельно (на СТО за эту услугу придется заплатить). Регулярно отслеживая и корректируя плотность кислотного раствора, вы сможете быть уверенными, что без энергии в самый ответственный момент вы не останетесь. Более того, АКБ в таком случае прослужит гораздо дольше гарантийного срока.
