摩托車用鉛蓄電池的一般構(gòu)造如下圖 所示。圖中所示的鉛蓄電池由 3 個(gè)單格電池組成,每個(gè)單格電池的標(biāo)稱電壓是 2V , 3 個(gè)單格電池串聯(lián)成 6V 的鉛蓄電池。
殼體的間壁將殼體內(nèi)腔分隔成 3 部分,以容納 3 個(gè)單格電池的 3 個(gè)極板組和適量的電解液。
極板組由正極板、負(fù)極板和隔板組成。正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛,負(fù)極板上的活性物質(zhì)是海綿狀鉛。在相鄰的正極板與負(fù)極板之間裝有隔板。隔板用多孔性的絕緣材料制成,除具有良好的絕緣性能外,還能保證電解液的暢通。 頂蓋將殼體的內(nèi)腔封閉。頂蓋上有 3 個(gè)加液孔,電解液經(jīng)加液孔注入單格電池。加液孔上裝有加液孔蓋。頂蓋上還有通氣孔,各單格電池的內(nèi)腔經(jīng)通氣孔與外界相通。通氣孔的出口處裝有通氣導(dǎo)管。
一、鉛蓄電池的使用
鉛蓄電池在啟用時(shí)需要加注電解液,并進(jìn)行初次充電;在使用過(guò)程中,當(dāng)充電不足時(shí),還要隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充充電。
1. 電解液的配制 電解液是硫酸的水溶液。配制電解液應(yīng)選用蓄電池用硫酸和蒸餾水。
( 1 )電解液的相對(duì)密度
電解液中硫酸和水的含量決定著電解液的相對(duì)密度。由于電解液的相對(duì)密度直接影響著鉛蓄電池的性能和壽命,因此必須使其符合要求。
隨氣候條件的不同,相適宜的電解液相對(duì)密度如表 2-3 所示。電解液的相對(duì)密度隨溫度的變化而變化,當(dāng)電解液溫度每升高 1℃ 時(shí),相對(duì)密度約降低 0.007 ;反之,當(dāng)電解液溫度每降低 1℃ 時(shí),相對(duì)密度約升高 0.007 。表 2-3 所示為 20℃ 時(shí)的電解液相對(duì)密度,當(dāng)電解液溫度與 20℃ 相差較大時(shí),應(yīng)對(duì)測(cè)得的電解液相對(duì)密度進(jìn)行溫度修正,換算出 20℃ 時(shí)的電解液相對(duì)密度。因此,在配制電解液時(shí),不僅需用相對(duì)密度計(jì)測(cè)定電解液的相對(duì)密度,而且還需用溫度計(jì)測(cè)定電解液的溫度。
( 2 )電解液中硫酸與蒸餾水的比例
根據(jù)蓄電池所規(guī)定的電解液相對(duì)密度,可按表 2-4 所示的硫酸與蒸餾水的質(zhì)量比或體積比配制電解液。
( 3 )配制電解液時(shí)注意的問(wèn)題
配制電解液時(shí)應(yīng)在玻璃、陶瓷或塑料制作的耐酸耐熱的容器中進(jìn)行。容器應(yīng)保持清潔。操作時(shí),應(yīng)將硫酸緩慢地倒入蒸餾水中,切不可將蒸餾水倒入硫酸中,以免在液面的局部出現(xiàn)高溫而引起飛濺。
( 4 )電解液的加注
當(dāng)配制的電解液溫度降至 40℃ 以下時(shí),可經(jīng)加液孔向鉛蓄電池的各單格電池加注電解液。各單格電池的電解液液面均應(yīng)高出極板 10 ~ 15mm 。在鉛蓄電池的殼體上通常有電解液標(biāo)準(zhǔn)液面刻線,各單格電池的電解液液面應(yīng)在最低液面線( LOWER )與最高液面線( UPPER )之間。
加注電解液后應(yīng)靜置 2h ,此時(shí)若電解液液面下降較多,應(yīng)補(bǔ)加電解液。然后再進(jìn)行充電。
2. 鉛蓄電池的初次充電 對(duì)新的鉛蓄電池或更換極板后的鉛蓄電池進(jìn)行的首次充電稱作初次充電。初次充電的特點(diǎn)是充電電流較小,充電時(shí)間較長(zhǎng)。
初次充電通常應(yīng)采用定電流充電并分兩階段完成。第一階段的充電電流通常取 15h 率電流(即鉛蓄電池的額定容量除以 15h 所得出的電流值)。當(dāng)單格電池的電壓升高到 2.3 ~ 2.4V 時(shí),初次充電轉(zhuǎn)入第二階段。第二階段的充電電流為第一階段的一半。當(dāng)單格電池的電壓升高到 2.6 ~ 2.7V ,并且電解液中析出大量氣泡時(shí),即表明蓄電池已充足電。
初次充電的時(shí)間一般在 20h 左右。當(dāng)鉛蓄電池的儲(chǔ)存時(shí)間超過(guò)半年時(shí),初次充電的時(shí)間還要延長(zhǎng)。
3. 鉛蓄電池的補(bǔ)充充電
鉛蓄電池在使用過(guò)程中,當(dāng)電解液相對(duì)密度降低 0.06 以上時(shí),表明鉛蓄電池充電不足,需要從車上卸下,用充電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充充電。
補(bǔ)充充電通常也采用定電流充電。充電電流一般取 10h 率的電流。補(bǔ)充充電也應(yīng)分兩階段完成,當(dāng)單格電池的電壓升高到 2.3 ~ 2.4V 時(shí),將充電電流減半轉(zhuǎn)入第二階段。
4. 充電時(shí)的注意事項(xiàng)
( 1 )在充電前應(yīng)取下各單格電池的加液孔蓋,使充電時(shí)單格電池中產(chǎn)生的氫氣和氧氣得以順利排出。
( 2 )由于氫氣和氧氣遇到火花會(huì)引起爆炸,因此充電現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)嚴(yán)禁明火。此外,也要注意防止在充電電路中出現(xiàn)跳火現(xiàn)象。
( 3 )在充電過(guò)程中,當(dāng)電解液的溫度超過(guò) 45℃ 時(shí),應(yīng)適當(dāng)減小充電電流。
( 4 )充電過(guò)程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,不要長(zhǎng)時(shí)間中斷。
( 5 )充電結(jié)束后應(yīng)測(cè)定電解液相對(duì)密度。當(dāng)電解液相對(duì)密偏低時(shí),應(yīng)補(bǔ)加相對(duì)密度較高的電解液;當(dāng)電解液相對(duì)密度偏高時(shí),應(yīng)補(bǔ)加蒸餾水。
5. 鉛蓄電池的充電設(shè)備
鉛蓄電池常用的充電設(shè)備有硅整流充電機(jī)和可控硅整流充電機(jī)。簡(jiǎn)易的硅整流充電機(jī)的電路如上圖所示。變壓器 T 將輸入的 220V 交流電轉(zhuǎn)變?yōu)?6 ~ 20V 的交流電;硅二極管 VD1 ~ VD4 組成橋式整流電路將 6 ~ 20V 的交流電變?yōu)橹绷麟;轉(zhuǎn)換開關(guān) K 2 和 K 3 用以變換提供給橋式整流電路的交流電壓,從而可以調(diào)節(jié)充電機(jī)的輸出電壓和充電電流;線繞電阻器 R 用以更精細(xì)地調(diào)節(jié)充電電流。向鉛蓄電池充電時(shí),充電機(jī)的正極和負(fù)極分別與鉛蓄電池的正極和負(fù)極相連。
二、鉛蓄電池的保養(yǎng)
通常在摩托車初始 1000km 和每行駛 3000km 后對(duì)鉛蓄電池進(jìn)行檢查和保養(yǎng)。
1. 檢查通氣導(dǎo)管是否暢通,清除通氣導(dǎo)管內(nèi)的污物。
2. 檢查頂蓋與殼體之間是否密封良好,清除表面的污物。
3. 檢測(cè)電解液相對(duì)密度。當(dāng)電解液相對(duì)密度降低 0.06 以上時(shí),應(yīng)對(duì)鉛蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電。鉛蓄電池長(zhǎng)期充電不足會(huì)縮短其使用壽命。
4. 檢查電解液的液面高度。一般情況下,電解液液面降低是由于電解液中水分的揮發(fā)造成的,對(duì)此應(yīng)補(bǔ)加蒸餾水。若因電解液的泄漏而使電解液液面降低時(shí),應(yīng)補(bǔ)加電解液。
5. 防止電解液結(jié)冰。電解液結(jié)冰會(huì)使鉛蓄電池嚴(yán)重?fù)p傷。在電解液相對(duì)密度的常用范圍內(nèi),電解液的冰點(diǎn)隨相對(duì)密度的增大而降低,因此在寒冷地區(qū)的冬季,為防止電解液結(jié)冰,應(yīng)適當(dāng)加大電解液相對(duì)密度并注意使鉛蓄電池經(jīng)常保持充足電的狀態(tài)。
6. 鉛蓄電池的儲(chǔ)存 電量充足的鉛蓄電池每存放一天將自行放電 1% 左右,因此對(duì)長(zhǎng)時(shí)間不使用的鉛蓄電池每月也應(yīng)進(jìn)行一次補(bǔ)充充電。
三、鉛蓄電池的故障檢修
鉛蓄電池在短期內(nèi)出現(xiàn)故障,除制造質(zhì)量的原因外,主要是由于使用保養(yǎng)不當(dāng)引起的。鉛蓄電池的故障惡化后,對(duì)損壞的零部件進(jìn)行修復(fù)往往是困難的,而且是不經(jīng)濟(jì)的。因此當(dāng)鉛蓄電池出現(xiàn)輕微故障時(shí)應(yīng)及時(shí)保養(yǎng)和檢修。
1. 極板硫化 鉛蓄電池放電后,極板上的一部分或大部分活性物質(zhì)將轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U。這些硫酸鉛應(yīng)當(dāng)是細(xì)小的結(jié)晶體,在充電過(guò)程中會(huì)逐漸溶解還原。在不正常情況下,當(dāng)硫酸鉛晶體變得粗大而堅(jiān)硬時(shí),會(huì)阻礙電解液與極板上的活性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),減少極板活性物質(zhì)的作用量并使極板的電阻增大。當(dāng)極板出現(xiàn)粗大而堅(jiān)硬的硫酸鉛晶體時(shí),稱作極板硫酸化,簡(jiǎn)稱極板硫化。引起極板硫化的主要原因有:
( 1 )鉛蓄電池長(zhǎng)期充電不足,隨著溫度的變化,極板上的一部分硫酸鉛反復(fù)溶解和再結(jié)晶,再結(jié)晶的晶體則比較粗大而堅(jiān)硬。
( 2 )電解液液面過(guò)低,使外露的極板經(jīng)常與空氣接觸而氧化,氧化的極板再與電解液接觸即會(huì)引起硫化。
( 3 )電解液相對(duì)密度過(guò)大、不純凈以及環(huán)境溫度急劇變化都會(huì)促使極板硫化。
極板硫化的主要表現(xiàn)是:
( 1 )由于極板活性物質(zhì)的作用量減少,因而使鉛蓄電池的容量減少,充電時(shí)電壓很快上升,放電時(shí)電壓很快下降。
( 2 )由于極板上的硫酸鉛不能充分還原,因而電解液的相對(duì)密度降低。 極板硫化輕微時(shí),可用小電流長(zhǎng)時(shí)間充電 —— 去硫化充電的方法排除故障。采用這種方法時(shí),充電電流通常取 20h 率的電流,并反復(fù)進(jìn)行多次充放電循環(huán)。
2. 極板活性物質(zhì)嚴(yán)重脫落 極板活性物質(zhì)在充放電過(guò)程中會(huì)逐漸有所脫落,這是正常的,但若在短期內(nèi)大量脫落,則是不正常的。
引起極板活性物質(zhì)嚴(yán)重脫落的主要原因有:
( 1 )極板的制造質(zhì)量問(wèn)題。
( 2 )充電電流過(guò)大,特別是在充電過(guò)程的后期充電電流過(guò)大,使極板溫度顯著升高并從極板孔隙中析出大量氣體,加速了極板活性物質(zhì)的脫落。
( 3 )放電電流過(guò)大。
( 4 )電解液相對(duì)密度過(guò)高。
( 5 )電解液不純凈。
( 6 )極板受到劇烈震動(dòng)。
當(dāng)極板活性物質(zhì)嚴(yán)重脫落時(shí)應(yīng)更換極板組。
3. 嚴(yán)重自行放電
鉛蓄電池的自行放電是不能完全避免的,但如果每天的自行放電使容量下降 2% 以上則是不正常的。
電解液相對(duì)密度過(guò)高和電解液不純凈是引起鉛蓄電池嚴(yán)重自行放電的主要原因。當(dāng)電解液不純凈時(shí)應(yīng)更換。更換時(shí),倒出舊電解液后應(yīng)用蒸餾水清洗極板組。
4. 極板短路
極板短路是鉛蓄電池的嚴(yán)重故障。引起極板短路的主要原因有:
( 1 )極板嚴(yán)重變形或隔板損壞,使正極板與負(fù)極板相接觸。
( 2 )極板活性物質(zhì)嚴(yán)重脫落,堆積在殼體底部的脫落物將正極板與負(fù)極板連通。
四、干荷電式鉛蓄電池的使用
近年來(lái),摩托車上除使用普通鉛蓄電池外,還使用了干荷電式鉛蓄電池。干荷電式鉛蓄電池在極板干燥的狀態(tài)下可長(zhǎng)時(shí)間保持其儲(chǔ)存的電能。因此干荷電式鉛蓄電池在加注電解液后靜置半小時(shí),不需進(jìn)行初次充電即可投入使用。但是,當(dāng)干荷電式鉛蘑電池的儲(chǔ)存時(shí)間超過(guò)一年時(shí),也應(yīng)按普通鉛蓄電池進(jìn)行初次充電。
國(guó)產(chǎn)摩托車用干荷電式鉛蓄電池在型號(hào)表示上都含有字母 A ,如下例所示。
日本摩托車上大都使用干荷電式鉛蓄電池。國(guó)產(chǎn)與日本產(chǎn)干荷電式鉛蓄電池的型號(hào)對(duì)照如表 2-5 所示。