汽车维修技师基础知识系列讲座 -电瓶

汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 1电瓶概述电瓶是丰田汽车上的初始电源,电瓶储存的是化学物质而非电.两种不同形式的铅在酸的混合液中相互反应而产生电势,这种电化学反应将化学能转换成电能.电瓶的功能1. 引擎不工作时:为照明或者其他附属系统提供电源.2. 引擎启动时:使启动马达运转并为点火系统提供电流.3. 引擎工作时:当车上电器负载超过充电系统供给能力时可能需从电瓶获得.另外,电瓶还可以吸收汽车电气系统中不正常的瞬间电压,而作为电压稳定器或者大滤波器.如果没有电瓶的这类保护,一些电气或电子元件极有可能因为这些高电压而损坏.电池的分类1. 原电池:化学作用在经过一段时间后会完全破坏一种金属.闪光灯和无线电用的小电池就是属于原电池.2. 蓄电池:通过金属和酸性混合物发生变化而提供电压.金属会变的越来越小,酸性减弱,该过程称放电.在电池上施加反方向电流,电池的金属会被还原出来,这就叫做充电.汽车的铅酸电瓶就是属于蓄电池.3. 湿式可充电电池:铅酸电瓶里充满了电解液并且制造时就已经充好电.在存储过程中,缓慢的化学反应会引起自放电.所以需要定时充电.拿丰田的电瓶来讲,每5-7个月需要充一次电.4. 干式可充电电池:这类电池从制造,充电,清洗,干燥,封口及运输等过程中无电解液.干电池可以储存12至18个月,但在使用过程中,需要增加电解液和充电.5. 低(免)维护电池:丰田汽车上大部分电瓶都是低维护电瓶.这类的电瓶能减少内部热和水的流失而免于维护.每隔15,000英里(约7万公里)需要加一次水.汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 2结构1. 外箱:实际就是一个容器,用来容纳和保护所有电瓶元件和电解液, 单元隔,并在箱底为沉淀物(如从极板上冲刷下来的活性金属)提供空间.使用半透明的箱子不需要打开通风口盖就可以检查电解液的高低.2. 箱盖:永久的密封外箱的顶部,提供接线头端子的出口,为排气和电瓶维修的通风口(如检查电解液,加水).3. 极板:正极和负极板都有一个锑和铅合金的格子构架.活性金属粘在格子上——棕色的二氧化铅(PbO2)附在正极板上,而灰色的海绵状铅(Pb)则附在负极板上.极板的数量和尺寸决定产生电流的能力——较大或较多极板产生较大的电流.4. 隔离层:在正极板和负极板之间放上又薄又多孔的绝缘体(如网格玻璃或者塑料膜).这层隔离膜既可以避免两个电板碰撞和短路,还允许电解液通过.5. 单元格:连接正极和负极以及其中的隔离物一套装置叫做单元格或单元.档浸泡在电解液中,每单格电池可以产生2.1伏特电压(与极板的数量和大小无关).把电瓶电池串联起来,因此单元格的数量决定电瓶电压,一个"12伏特"的电瓶要有6个单元格.6. 单元格的接头:将粗的合金金属带一端焊接在单元格负极端,另一端焊接在比邻单元格的正极端,直至将6个相邻单元格串联起来.7. 单元格的分区:箱子的一部分,隔离物隔开每一个单元格.8. 接线柱端子:箱顶的接线柱端子的正极和负极用粗的重的导线连接起来.这些导线连接电池和车上电气系统(正极)以及连接地(负极).9. 孔盖:不同种类的电瓶有不同的孔盖,带状的或是箱状的.在充电过程他们控制氢气的释放.打开孔盖,可以检查电解液和加水.10. 电解液:是硫酸(H2SO4)和水(H2O)混合物.这种混合物在电板里与活跃金属产生反应而产生一种电的压力(即为电压).它还可以引导通过从电板到电板的电压产生电流.充满的电瓶大概是由36%的酸和64%的水组成的.电池原理汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 3铅酸电池工作的原理很简单:当两种不同的金属共同浸泡在同一酸液里,一种化学反应就会产生一种电的压力.其中一种金属为带正电荷棕色二氧化铅(Pb02).另外一种为灰色金属海绵铅(Pb),带负的电荷.酸液就是硫酸(H2SO4)和水(H2O)混合物,叫做电解液.如果两片金属之间连接一个导体和一个负载的话,那么电流就会流过.这种放电现象会一直持续到金属被同化和电解液消耗完.通以反向电流即逆向反应——充电,充电会一直持续到电池材料被还原到最初状态.电化学反应铅酸蓄电池可以多次部分放电,充电.充放电环节中有4个阶段:1. 满电:一个完全充满电的电瓶包含一个海绵金属铅负极电板(Pb),一个铅二氧化物正极电板(Pb02P)和硫酸(H2SO4)及水(H2O)的电解液.汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 42. 放电:在电瓶放电的过程中,电解液开始变稀,电板开始变成硫酸盐,电解液分解成氢(H2)和硫酸盐(SO4),氢(H2)和正电板的氧生成水(H2O),硫酸盐和两块电板的铅(Pb)生成硫酸铅(PbS04).3. 无电:在一个放完电的电瓶中,两块电板上全是硫酸铅(PbS04),电解液也稀释成大量的水了(H2O).4. 充电:在充电过程中,化学作用是相反的.硫酸盐(SO4)和氢(H2)生成硫酸(H2SO4).自由氧(O2)和铅(Pb)在正电板生成二氧化铅(Pb02).电瓶在将要充满的时候产生电液泡,在负极电板会产生氢气泡,正极电板处产生氧气.容量额定值电瓶可以启动引擎和提供足够的储存能量. 充满电的时候,电瓶容量为电瓶可以输送的电子能,且由电板的大小和数量,电池的数量,和电解液的强弱和多少所决定的.最大的最普通使用的额定值为:冷启动安培(CCA)备用容量(RC)安培-小时(AH)功率(瓦特)冷启动安培电瓶的主要功能是在启动时为启动引擎提供能量.这就需要在很短的时间内有较大的放电.在维持一个至少每个电池为1.2伏的电压时(总共12伏特的电瓶为7.2伏特), 冷启动安培值是以安培为单位说明,一个饱和的为0°F(-17.8℃)的电瓶的放电负载可以传输30秒.通常丰田汽车上用的为CCA 值在350到560安培的电瓶.备用容量(RC)汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 5电瓶要在汽车充电系统失灵的情况下为点火,照明和附件提供紧急能源.这就要求在正常温度下和一定时间内有着足够的容量. 在维持一个至少为1.75伏特的电压时(一个12伏特的电瓶公共为10.5伏特的电压), 备用容量值以分为单位,规定时间的长度, 一个饱和的电瓶在80°F(26.7℃)时以25安培而放电. 通常丰田汽车上使用的为备用容量为55到115分钟的电瓶.安培小时(AH)电瓶还要维持活跃金属在电板上和在轻负荷条件下足够持久的功率.额定电瓶的方法也叫做20小时放电额定.最初设备电瓶是以安培/小时来估算的,这些电瓶的额定值被列在配件的微型胶片上.当维持一个至少1.75伏特的电池时(一个12伏特的电瓶总共为10.5伏特),安培小时值以安培小时为单位,规定电流,电瓶能够在80℉下提供20小时的电.举例来讲,一个电瓶能够提供20小时的4安培的电流,那么额定为80安培-小时(4×20=80).通常丰田车上使用的电瓶额定为40-80安培/小时.功率(瓦特)电瓶的启动功率以瓦特为单位.功率值,以瓦特来衡量,为可得到的电流值乘以0°F(-17.8℃)时的电瓶电压的结果所决定.通常丰田车上使用的电瓶额定功率为2000-4000瓦特.影响充电的因素:通过增加内部电阻和CEMF(由电化学产生的反电动势),有5大因素影响电瓶的充电:1. 温度:随着温度的降低,电解液抵制充电,冷的电瓶会花费更多的时间来充电,相反暖的电瓶花费的时间会少的多.请不要对结冰的电瓶进行充电.2. 充电的状态:电瓶的活跃金属的状态会影响充电,一个放电很猛烈的电瓶会留下坚硬的硫酸盐晶体在电板上,汽车充电系统将要充电到很高温度才能将那些晶体去掉.3. 电板面积:小的电板比大的电板充电快.当硫化层覆盖大部分电板时,充电系统没有可能恢复电瓶.4. 杂质:在电解液中的赃物或者其他杂质会使充电更为困难些.汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 65. 电液泡:在充电过程中,在电板形成氧气泡和氢气泡.这些泡泡往外移动的时候会带走一些活跃金属,引起水分减少,这样会让充电变的越来越困难.充电失败的原因:当然所有的电瓶都有使用寿命的限制,但是一些不恰当的做法会缩短它们的使用年限.电解液的多少:如果电解液位低的话,就会把活性金属暴露在外,任何硫化都会阻止化学反应.破裂的外箱,不良的维护(比如没有加必需的水)或者过充电而导致内部高温和过多的气泡,这些都有可能导致失去电解液.同样电解液太多也不是一件好事.过多的稀释和加入电解液会腐蚀电瓶端子.汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 7过度充电:汽车充电系统或者独立的电瓶充电器引起的过度充电导致过多的气泡和内部高温.过多的气泡会冲刷走极板上的活跃金属,还会导致过多的用水量.过热的的温度会氧化正极板金属或使其弯曲.充电不足:一个有故障的充电系统是无法维持饱和的电瓶.几次严重的充电不足就会导致在正常充电下在电板上的硫酸盐变的越来越硬,以至不易去掉.稀薄的电解液也就越来越容易结冰,充电不足的电瓶在启动引擎时也变得越来越困难.锈蚀:泄露出的电解液和泡泡的浓缩物可能会引起端子,接头和金属夹子锈蚀.这样锈蚀会增大电的电阻,从而减低可利用的电阻和充电效率,也有可能使得产生电流泄露流道来自充电.循环:从完全的充电到彻底的放电,这样重复的循环可能引起正极电板上大量活跃金属的流失,这样会减少电瓶容量和使用寿命.温度:来自过度充电或者引擎热度的高温可能减短电瓶使用寿命.低温可能引起弱电解液结冰.在0℉(-17.8℃),一个充满电的电瓶可以提供比正常低的功率.同时,冷的引擎要求在正常温度下两倍的启动功率.在充满电的电解液在-60℉或更低的温度下不会结冰,但完全放电的电瓶的电解液在+18℉也会结冰.振动:电瓶必须安置稳当,任何的振动都可能引起连接松动,外箱引起碰撞和引起部件内部的损坏.诊断和测试所有电瓶都要求日常维护以便识别和修正由实际使用不当和低电解液引起的问题.凭眼睛检测可以确认这些物理问题,充电状态测试可以检测电解液的强弱,电气测试可以检测是充电过度还是不足.这些测试还包括容量,重负荷的测试.注意安全:在测试或者维修电瓶的时候,请注意安全.电解液含硫酸,可以腐蚀衣服和皮肤,如果不小汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 8心溅入眼睛还有可能弄瞎眼睛,同样会腐蚀汽车上面的漆面和装饰.一旦电解液不小心溅到了皮肤上,请马上用大量的清水冲洗,如果是溅到了车上,请用苏打水冲洗然后用清水冲洗.当电瓶正在充电的时候,通过充电系统或是独立的充电器,产生电液泡.氢气易燃,任何小火花都可以点燃,所以,如果一旦有火花进入电池,都有可能引起电瓶爆炸. 安全事项:戴上手套和安全镜.请摘下戒指,手表及其他的首饰.不要在电瓶附近使用可能产生火花的工具,比如打火机.不要在电瓶上搁置工具.请首先移开地线,然后可移开导线.当连接导线的时候,最后连接地线.当检查点火火花的时候,不要使用电瓶接地端子.请小心不要让电解液溅到你的眼睛,皮肤,衣服以及车上的漆面.如果要混合电解液,请把酸往水里倒而不要把水往酸里倒.在电瓶测试,充电的时候和借电启动发动机的时候请遵照这些程序.维护电子设备断开电瓶会清除电子设备的记忆.所以在断开电瓶之前请先记下故障码和程序设置.同样,为了避免损坏电子元件,请注意以下事项:在点火处于开的状态时请不要切断电瓶.在电瓶导线未切断的情况下请不要进行电焊.不要颠倒电瓶的极性.汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 9目视检测:电瓶维修可以从目视检测开始,这很容易就发现问题并且解决问题.1. 检查电瓶外箱的裂缝和断开的端子,这其中任何一项都有可能引起电解液泄漏.因此电瓶必须替换掉.2. 检查导线或者接头的裂缝和端裂处,如有必要请立即更换.3. 检查端子的锈蚀程度和外箱盖上的赃物及酸液.用水和碳酸氢钠或氨水擦净端子以及箱外.4. 检查电瓶夹子和导线连接的地方,如有松动,请拧紧.5. 检查电解液的深度.透过半透明箱身或者拧开箱盖可以看到电解液在箱里的深度.正确的高度是在隔板的1/2〃上.6. 检查由充电过度或者震动引起的浑浊或者多色的电解液.这可能会引起大量自放电,应该替换掉电瓶.7. 检查电板和隔板的情况,电板应该是从暗(+)到亮(-)交替着,如果一直都是亮着的话,那么暗示着充电不足.破裂的隔板可能会储存一些赃物,因此电瓶应该替换掉.汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 108. 检查发动机皮带张紧度,如果太松的话,应该调紧,否则会影响正常的充电.如果太紧的话,会减少发动机的使用年限.磨损的或者光滑的皮带都无法正常运作. 注意:有效设备张度规格为:日产,BTG-20(SST)boroughs BT-33-73F.9. 用安培表检查电瓶自耗或寄生负荷,把安培表串联到电瓶负极端子和接地导线接头之间,丰田汽车不会超过.020安培电流用于维护电子记忆,超过.035的电流就为非正常.如果读数超过.035安培的话, 那么请找出并且修正引起过大的原因.10.用电压表在电瓶顶部检查电瓶的放电现象.选择电压表上的低量程,连接负极测试引线(黑色)到负极接线柱,正极测试引线(红色)到电瓶箱顶,如果电压表的读数超过0.5伏特的话,那么请用苏打水清洁箱盖.汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 11充电状态测试充电状态测试主要是测试电瓶的化学状态.一种方法是利用比重计测试电解液的比重.另一种方法是利用电子电压表来检查电瓶开路的电压和电瓶状态的一般指数.在启动的时候检查指示灯或者大灯亮度.比重:比重计用来测量电解液的精确重量.充好电的电瓶中的浓电解液要比放电的电瓶中的稀电解液重.从重量上来讲,完全充满电的电瓶中的电解液中占36%的酸和64%的水,水的比重为1.000.酸是水的1.835倍,比重为1.270的混合电解液常常称为"十二和七十".通过测量电解液的比重,可以得知电瓶是否充满电,是否需要充电,和是否需要更换. 测试步骤:1. 卸掉电瓶外箱盖或通风盖.2. 捏扁比重计球泡,然后把捡取管插入靠近电瓶正极端子的电池.3. 慢慢释放捡取管直到吸取足够的电解液,可以引起浮点上升.切记把捡取管从电池处移走.4. 读出在浮点的比重读数,请确定浮点是自由漂游的,没有触碰到桶内表面的任何东西.液体的微小的曲率可以忽略不记.5. 读出电解液的温度.6. 记录下读数然后按照以上步骤重复测量余下的电池.温度修正:比重随着温度而改变.热量使液体变稀,减低比重.低温使液体变稠,增大比重.比重计在80-F(26.7℃)时的读数非常精确,一旦电解液处于其他温度下,就得调整比重计的读数.大多数比重计有一个内置的温度计和换算表,可以参照温度修正表来调整比重计的读数.举例来说,如果在80 ℉(26.7℃)以上,每10℉(5.5℃)要在读数上增加0.004.汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 12测试结果:读比重读数会得知很多关于电瓶状态的情况.1. 一个充满电的电瓶的比重大概在1.265 左右.2. 比重读数低于1.225,则说明电瓶已经耗尽需要充电.3. 如果读数在1.190左右,则说明已经开始硫化,这时电瓶必需充电.4. 如果读数在1.155左右,则说明有剧烈的放电现象,必需慢充电来重新储存活跃金属.5. 如果读书在1.120左右,则说明电瓶完全放电了,需要更换电瓶,在这种情况下也需要慢充电来重新储存活跃金属. 6. 如果一格或者更多格的差额在50点(0.050)或者更多,则说明电瓶坏掉了,需要更换.如果所有格的比重在1.225以上,格之间的差额少于50点,那么说明电瓶的测试可以在载负荷下进行.开路电压一般使用精确的电子电压表来检测电瓶的开路电压:1. 如果电瓶已经充满电的话,请打开大灯一分钟移走表面电荷.2. 关掉大灯,把电压表连接到电瓶端子上.3. 读电压表,一个充满电的电瓶的开路电压至少在12.6伏特,损坏了的电瓶的开路电压低于12.0伏特.指示眼丰田车上最初的电瓶的有关于电解液和比重的指示眼.如果指示眼显示的是红色,那么则表示电解液位置很低,电瓶在剧烈地放电,如果显示是蓝色,那么则表示电解液位置正常电瓶至少充电了25%.注意:指示眼只能作为电解液位置和强度的一般指示来使用.单元格之间的差距应不超过50点(0.050),如果高于这个数的话,那么应该更换电瓶.汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 13重负荷测试:开路电压测试的是电瓶的充电状态,却不能测试电瓶是否有足够的能量来传输启动功率.容量测试,或者重负荷测试可以测量.经常使用Sun VAT-40来测量,如果是使用其他检测器来测量,请遵照以下步骤:1. 测试开路线路电压.电瓶至少保持有一半电的状态,如果这时开路电压低于12.4V的话,那么请充电.2. 断开电瓶导线,首先断开地线.3. 检测器的准备:旋转负荷增长控制开关到OFF位置.检查每种仪表是否在"零"的位置,如不在的话,请调整.连接检测器负载引线和电瓶端子,红色连接到正极,黑色连接到负极.设置电压选择器为18V.检测器电压表则说明电瓶开路电压.注意:电瓶开路电压应该至少在12.4伏特(75%充电的情况下),如果不是,那么电瓶应该充电.设置测试检测器到2#充电.用电子零位校正器调整安培表的读数为零.4. 环绕每根测试器负载导线连接外夹式安培测量头(极性可以忽略).5. 设置测试选择器开关在#1启动位置.6. 旋转负载增大控制开关来加载电瓶,直到安培表的读数是额定安培小时(AH)的3倍或者是额定冷启动安培(CCA)的一半.7. 至少保持负载15分钟,然后记录下电压表的读数.8. 立即关掉负载增大控制开关.9. 如果电压表的读数在10.0伏特以上,那么电瓶是良好的,如果读数在9.6至9.9伏特之间,那么说明需要进一步的检测,来检测电瓶是否需要修理.充电后再进行一次测试,如果读数低于9.6伏特的话,那么电瓶就应该充电或者是被损坏了.注意:测试结果有可能随着温度的变化而变化.低温度有可能使读数变小,电瓶测试应该在工作温度下进行.汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 14电瓶保养电瓶保养过程包括充电,清洁,跨接电瓶启动和更换.请按照以下步骤.充电在良好状态下的电瓶有时也会因为曲轴运转发动机不够快而导致不能启动发动机.在这种情况下,电瓶需要充电.所有电瓶充电器运行都遵循一个原则:运用于电瓶的电流是维持每格化学反应.当充电器处于"开"的位置时,请不要连接或者断开引线.请遵照电瓶充电器制造手册,也不要为冻电解液的电瓶充电.在使用电瓶充电器的时候,要首先断开电瓶地线,这样会减低损坏发动机或者电子元件的可能性.否则,在极性保护下使用充电器会引起反向充电.当所有的格子都有自由电液泡和超过一小时比重读数也没有发生改变的情况下,这时电瓶就可以看做是完全充满电的.快速充电:在高额定电流下,电瓶可以小段时间快速充电.快速充电有可能会缩短电瓶的使用寿命.如果时间允许的话,尽量不要使用快速充电.一些低档的电瓶不能进行快速充电.1. 充电准备:擦掉赃物,灰尘还有电瓶的修饰,甚至还可以清洗端子.检查电解液的位置,可以加入一些蒸馏水.如果在车上充电的话,那么请确定断开了端子(-)(+).2. 确定快速充电的充电电流和时间.汽车维修技师基础知识系列讲座电瓶译自 15一些充电器带有确定充电电流和时间的测试设备.如果充电器没有这样的测试设备,那么请参照下面的表来确定.3. 使用充电器:确定主开关和计时器开关处于"关"的位置,电流调整开关在最小的位置.连接充电器的正极引线和电瓶的正极端子(+),负极引线和电瓶的负极端子(-).连接充电器功率导线和电子输出口.设置电压开关为正确的电瓶电压.调整主开关处于"开"的位置.调整计时器到必需的时间,和充电电流到预定义的安培值.4. 关掉计时器后,用电压表检查充电状态.确切电压:高于12.6伏特.如果电压不能在增长的话,或者不管电瓶充电多久都不能释放出气体,那么说明电瓶可能有着比如内部短路的问题.5. 当电压接近恰当的读数时:调整电流调整开关到最小值.关掉充电器的主开关.断掉连接电瓶端子的充电导线.擦掉电瓶外箱的溶液残留物.慢速充电:比较快速充电而言,要把电瓶完全充满电,慢速充电才是最佳的选择.慢速充电和快速充电的步骤大致相同,以下为一些不同的地方:1. 最大充电电流必须小于电瓶容量的1/10.举例来说,一个40AH的电瓶,它的充电电流必须小于4安培.2. 设置充电器开关在慢速位置上.3. 在充电的时候要时常调整电流控制开关.4. 在电瓶快要充满的时候,氢气会释放出来,电瓶电压超过一个小时没有升高的话,那说明电瓶充满电了.电瓶电压:高于或等于12.6V.标准额定充电值后备容量额定值20小时额定值5安培10安培20安培30安培40安培少于或等于75分钟少于或等于50安培/小时10小时5小时2.5小时2小时76至115分钟51到75安。