Bảo dưỡng sửa chữa điện động cơ Nghề Công nghệ ô tô - Cao đẳng Phần 1 - Trường CĐ nghề Đà Nẵng

MÃ MÔ ĐUN: CNOT 16.1

A. NỘI DUNG

1. Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu của ắc quy .

1.1. Nhiệm vụ:

Accu khởi động có nhiệm vụ :

- Khởi động động cơ

- Cung cấp điện cho các phụ tải điện lúc động cơ ngừng hoạt động hoặc số vòng quay thấp. Ổn định điện áp trong mạch và tích trữ năng lượng điện.

1.2. Phân loại

Trên ôtô có thể sử dụng hai loại accu để khởi động: accu axít và accu kiềm. Nhưng thông dụng nhất từ trước đến nay vẫn là accu axít, vì so với accu kiềm nó có sức điện động của mỗi cặp bản cực cao hơn, có điện trở trong nhỏ và đảm bảo chế độ khởi động tốt, mặc dù accu kiềm cũng có khá nhiều ưu điểm.

1.3. Yêu cầu:

Accu phải đảm bảo các yêu cầu sau:

-Có khả năng khởi động được động cơ, độ sụt thế nhỏ

-Phải cung cấp một điện áp ổn định

-Chịu được rung, xóc, và điều kiện nhiệt độ của môi trường (nhiệt độ môi trường tốt nhất cho accu axít là 300 – 350C ).

- Thời gian sử dụng lâu.

2. Cấu tạo và hoạt động của ắc quy 2.1.Cấu tạo

Hình 4.1 . Cấu tạo ắc quy

a.Vỏ bình

Được chế tạo bằng nhựa ebônit hoặc cao su cứng, phía trong chia thành các ngăn riêng biệt bằng các vách ngăn kín. Ở đáy mỗi ngăn có các đường sống (giáđỡ) để đỡ các bản cực nhằm tránh hiện tượng kết tủa làm chập mạch các bản cực.Phía trên có các lỗ. Trên vỏ bình thường có hai đường để chỉ mực thấp (lower) và cao (upper) bên ngoài vỏ.

Hình 4.2 Vỏ bình ắc quy

b.Bản cực: Là một khung được đúc bằng hợp kim chì và antimoan (Pb-Sb) nhằm tăng độ cứng vững và chống rỉ. Hợp kim này so với chì nguyên chất thì có hệ số giãn nở nhỏ, nhiệt độ nóng chảy thấp.

Bản cực âm được chế tạo từ bột chì và dung dịch H2SO4 cộng với khoảng 3% chất nở (các chất nở thường là muối của acid hữu cơ ). Khung bản cực âm thường là mỏng vì điện trở thấp ít bị gỉ, nhất là hai tấm ngoài cùng thì càng mỏng vì nó chỉ làm việc một mặt. Chất nở chủ yếu để tăng độ xốp cho bản cực.

Bản cực dương được chế tạo từ các oxyt chì Pb3O4 hoặc Pb02. Điện trở của PbO2 rất lớn (gấp 10.000 lần điện trở của chì nguyên chất) nên bản cực dương được làm dày nhằm hạn chế điện trở của nó. Trong một ngăn bình chứa các bản cực âm và dương được đặt xen kẽ nhau và được cách nhau bởi một tấm ngăn, bản cực âm luôn luôn nhiều hơn 1 bản so với bản cực dương trong một ngăn accu .

Hình 4.3 Khối bản cực

c.Tấm ngăn

Dùng để ngăn bản cực dương và bản cực âm nhằm chống chập mạch , đồng thời hạn chế nhất tác dụng bị bong tróc trong quá trình sử dụng . Nó có tính cách điện nhưng không được cản trở dung dịch điện phân lưu thông đến bản cực, không được chứa các

tạp chất có hại. Tấm ngăn thường được chế tạo bằng các loại chất dẻo, sợi thủy tinh ép với chất dẻo, gỗ. . . Mỗi tấm ngăn dày khoảng 1,5 – 2,4 mm và gồm hai mặt : Mặt láng và mặt có gờ sóng.

Mặt láng là mặt được lắp với bản cực âm . Mặt có gờ sóng lắp quay về bản cực dương đề tạo điều kiện cho dung dịch dể thẩm thấu vào bản cực dương.

d. Nắp, nút và cầu nối:

Nắp thường được làm bằng nhựa, có thể làm từng nắp riêng cho mỗi ngăn hoặc là một nắp chung cho cả bình điện. Ưu điểm của loại nắp rời là dễ sửa chữa khi có một hoặc vài ngăn accu đơn bị hỏng.

Nút : ở mỗi ngăn thường có một lỗ đổ dung dịch điện phân , kiểm tra mức dung dịch cũng như nồng độ dung dịch . Nó được đậy lại bằng một nút để không cho chất bẩn, vật lạ lọt vào cũng như hạn chế dung dịch bị rỉ ra ngoài .Trên mỗi nút có lổ thông hơi để không khí trong hộc bình có thể thoát ra ngoài.

Cầu nối: là một thanh chì để nối tiếp hai accu đơn kề nhau.

Hình 4.4 Nút bình ắc quy

e. Cọc ắc quy : Có 3 loại cọc bình ắc quy được sử dụng: Loại đỉnh, loại cạnh và loại L. Loại cọc trên đỉnh thông dụng nhất trên ô tô. Loại cạnh là loại đặc trưng của hãng General Motors, loại L được dùng trên tàu thuỷ.

Hình 4.5 . Cọc ắc quy

g. Chất điện phân :

Chất điện phân trong bình ắc quy là hỗn hợp 36% axít sulfuric (H2SO4) và 64% nước cất (H2O). Dung dịch điện phân trên ắc quy ngày nay có tỷ trọng là 1.270 (ở 200 C) khi nạp đầy. Tỷ trọng là trọng lượng của một thể tích chất lỏng so sánh với trọng lượng của nước với cùng một thể tích. Tỷ trọng càng cao thì chất lỏng càng đặc.

Một tỷ trọng kế được sử dụng để đo tỷ trọng của dung dịch điện phân. Chất điện phân trong bình ắc quy đã được nạp điện thì mạnh hơn và nặng hơn chất điện phân trong ắc quy đã phóng điện.

Hình 4.6. Chất điện phân

2.2. Nguyên tắc hoạt động

Hai kim loại không giống nhau đặt trong dung dịch axít sẽ sinh ra hiệu điện thế giữa hai cực. Cực dương làm bằng chì ôxít (PbO2), cực âm làm bằng chì (Pb). Dung dịch điện phân là hỗn hợp axít sunfuric (H2SO4) và nước (H2O). Chúng tạo nên một phần tử của ngăn.

Hình 4.7.Hoạt động ắc quy Hình 4.8.Quá trình phóng, nạp Hình 4.9.Điện áp ắc quy

Ắc quy chứa điện ở dạng hóa năng. Thông qua phản ứng hóa học, ắc quy sinh ra và giải phóng điện vì các nhu cầu của hệ thống điện và các thiết bị điện. Khi ắc quy mất đi hóa năng trong quá trình này, ắc quy cần được nạp điện lại bằng máy phát. Bằng dòng điện ngược đi qua ắc quy, quá trình hóa học được phục hồi, vì vậy nạp cho bình ắc quy. Chu trình phóng nạp được lặp lại liên tục và được gọi là chu trình của ắc quy.

Mỗi một ngăn có điện áp xấp xỉ 2.1V không xét đến kích cỡ và số lượng các bản cực. Ắc quy trên ô tô có 6 ngăn nối tiếp với nhau, sinh ra điện áp 12.6 V.

Các quá trình điện hóa trong ắc quy

Trong ắc quy thường xảy ra hai quá trình hóa học thuận nghịch đặc trưng là quá trình nạp và phóng điện, và được thể hiện dưới dạng phương trình sau:

PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O

Trong quá trình phóng điện, hai bản cực từ PbO2 và Pb biến thành PbSO4. Như vậy khi phóng điện, axít sunfuric bị hấp thụ để tạo thành sunfat chì, còn nước được tạo ra, do đó, nồng độ dung dịch H2SO4 giảm.

Sự thay đổi nồng độ dung dịch điện phân trong quá trình phóng và nạp là một trong những dấu hiệu để xác định mức phóng điện của ắc quy trong sử dụng.

2.3. Các phương pháp nạp điện cho ắc quy

+ Nạp bằng hiệu điện thế không đổi: Trong cách nạp này tất cả các ắc quy được mắc song song với nguồn điện nạp và bảo đảm điện thế của nguồn nạp (Ung) bằng 2,3V – 2,5V trên một ắc quy đơn với điều kiện Ung > Ua.

+ Phương pháp nạp dòng không đổi: Theo cách này dòng điện nạp được giữ ở một giá trị không đổi trong suốt thời gian nạp bằng cách thay đổi giá trị điện trở của biến trở R. Thông thường người ta nạp bằng dòng có cường độ In = 0,1Qđm.

+ Phương pháp nạp hai nấc: Trong phương pháp này, đầu tiên người ta nạp ắc quy với cường độ 0,1Iđm khi ắc quy bắt đầu sôi, giảm xuống con 0,05Iđm. Phương pháp nạp 2 nấc đảm bảo cho ắc quy được nạp no hơn và không bị nóng.

+ Phương pháp nạp hỗn hợp: Đầu tiên, nạp bằng phương pháp hiệu điện thế không đổi và sau đó nạp bằng phương pháp dòng không đổi. Có thể nạp nhanh đối với bình bị cạn hết điện, nhưng phải giảm thời gian nạp.

3. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng và phương pháp khắc phục

Stt

Hiện tượng	Nguyên nhân	Khắc phục
1	Bình ắc quy chóng khô nước điện tích	Nạp điện qúa mức	Nạp điện đến khi bình ắc quy vừa no điện là được
2	Bình ắc quy tự phóng điện	Mặt nắp bình bị bẩn hoặc bị ẩm ướt	Dùng dung dịch Na2co3 để lau sạch mặt bình
3	Bị sun phát hóa	- Nồng độ và nhiệt độ nước điện tích quá cao. - Do hiện tượng tự phóng điện kéo dài	Nạp điện với cường độ một nửa trong thời gian từ 60 đến 100 giờ
4	Bản cực bị cong vênh	- Nạp điện quá mức với dịng điện cường độ lớn. - Nồng độ và nhiệt độ nước điện tích quá cao.	Đổ dung dịch đúng nồng độ, và nạp điện dúng cường độ

Nội dung công việc	Dụng cụ	Yêu cầu kỹ thuật
1	Kiểm tra nứt vỏ và gãy cọc ắc qu		Nếu bị, thay bình ắc quy
2	Kiểm tra sự ăn mòn ở cọc ắc quy		Sử dụng chổi kim loại

		để chà lại
3	Kiểm tra chất bẩn và axít trên mặt ắc quy		Thêm vào nước cất khi cần, không đổ tràn.
4	Kiểm tra mức dung dịch điện phân trong ắc quy
5	Kiểm tra dung dịch điện phân có bị mờ hay biến màu không		Thay thế bình ắc quy nếu có

Nội dung công việc	Dụng cụ	Yêu cầu kỹ thuật
1	Mở nắp bình ắc quy		Đeo thiết bị bảo vệ mắt thích hợp
2	Bóp bầu hút của tỷ trọng kế và đưa cái đầu hút vào ngăn gần cực dương nhất.	Tỷ trọng kế
3	Hút dung dịch điện phân để làm nổi đầu đo bên trong lên.		Từ từ thả lỏng bầu hút,
4	Đọc tỉ trọng chỉ trên đầu đo		Dung dịch màu xanh: bình ắc quy đã nạp đủ Dung dịch màu xanh đen: Bình ắc quy cần nạp Dung dịch màu vàng nhạt: bình ắc quy hỏng, cần thay thế.
6	Ghi lại giá trị rồi thực hiện lặp lại quá trình cho các ngăn còn lại
7	So sánh sự chênh lệch tỉ trọng của các ngăn		Chênh lệch không vượt quá 0.05