/ Akumulatory

Co to jest akumulator ?

akumulatot centra futuraAkumulator jest, w najprostszy sposób ujmując, chemicznym źródłem i jednym z dwóch źródeł prądu w każdym samochodzie z silnikiem spalinowym. Drugim jest alternator lub prądnica (w wypadku starszych samochodów). Oba źródła pełnią rolę przemiennie. Co oznacza, iż gdy jedno dostarcza energię do pojazdu, drugie tego nie robi.

Akumulator opole dostarcza energię do obwodów elektrycznych samochodu w wypadku, gdy silnik pojazdu jest wyłączony lub gdy ten jest włączony jednak prędkość obrotowa wału korbowego jest zbyt mała aby nastąpiło uruchomienie prądnicy. Tak więc w momencie rozruchu silnika prąd niezbędny do zasilania rozrusznika oraz układu zapłonowego dostarczany jest z akumulatora. Ale to nie wszystko. To właśnie dzięki akumulatorowi możemy np. podczas postoju słuchać radia w samochodzie. Od momentu kiedy silnik rozpoczyna pracę akumulator przestaje być źródłem prądu ? jest ładowany prądem wytworzonym przez prądnicę/alternator.



Jak wygląda montaż akumulatorów w samochodzie?

Przed zamontowaniem akumulatora należy za pomocą ciepłej wody oczyścić klemy (zaciski akumulatorowe) i podstawę mocowania akumulatora. Dopiero po wykonaniu tych czynności można rozpocząć montaż akumulatora opole. Należy także pamiętać, iż akumulator powinien zostać zamontowany trwale. Tak aby w czasie użytkowania pojazdu nie ulegał jakimkolwiek przesunięciom. Podczas podłączania ZAWSZE najpierw należy podłączyć przewód plusowy, dopiero następnie minusowy (tzw. ” masę „). W ten sposób unika się zwarcia akumulatora podczas korzystania z narzędzi, co może spowodować duże szkody.

Po zamontowaniu powstałe połączenie końcówek biegunowych z klemami należy posmarować czystą, bez kwasową wazeliną albo przeznaczonym do tego celu smarem.

UWAGA!!!
Pamiętaj, iż w trakcie gdy przeprowadzana jest wymiana albo konserwacja akumulatora, która wymaga jego wymontowania, warto postarać się o zastępcze źródło zasilania np. akumulator zastępczy. W przeciwnym wypadku mogą powstać zakłócenia w elektronice pojazdu.

Konserwacja

W normalnych warunkach system elektryczny samochodu sam utrzymuje akumulator opole w stanie naładowanym. Jednak podczas krótkich przejazdów, przy dużym zużyciu prądu, może być konieczne dodatkowe doładowanie, zwłaszcza w zimnych porach roku.
Poziom elektrolitu uzupełniaj JEDYNIE wodą destylowaną lub wodą chemicznie oczyszczoną. Nie używaj kwasów ani żadnych substancji chemicznych. W wypadku, gdy stosunkowo nowy akumulator wymaga częstego uzupełniania poziomu oznacza to, iż jest przeładowany. W takim wypadku alternator musi zostać poddany kontroli, a ewentualna usterka musi być usunięta.

Bez sprawnego akumulatora zimą nie ruszymy autem w drogę. Trzeba się zatroszczyć o to urządzenie, gdyż najlepiej nawet utrzymany akumulator już w temperaturze 0 st. C traci jedną piątą swojej pojemności. Przy większym mrozie w niesprawnym akumulatorze zabraknąć może elektryczności na uruchomienie auta

Auta uruchamiane „na pych” przez zdesperowanych kierowców, dwa samochody z otwartymi pokrywami silnika i połączone parą przewodów – to widoki zimą częste na drogach i parkingach. Wilgoć i mrozy z całą bezwzględnością ujawniają bowiem w autach problemy z urządzeniami elektrycznymi, przede wszystkim niesprawności akumulatorów.

Prąd na start

Akumulator służy w aucie przede wszystkim do uruchomienia silnika. W czasie jazdy prąd do samochodowych urządzeń elektrycznych jest wytwarzany przez prądnicę (alternator), dodatkowo ten mechanizm powinien ładować akumulator opole w czasie jazdy.

Aby silnik zaczął pracować, trzeba go wprawić „z zewnątrz” w ruch, poruszyć tłoki przymocowane do korbowodu, by do cylindrów zassać mieszaninę paliwa z powietrzem, sprężyć ją i zapalić. Po kilku początkowych cyklach pracy tłoki będą się poruszać już bez tego wsparcia z zewnątrz, pchane ciśnieniem gazów i siłami, które na nie oddziałują. W zamierzchłych czasach silnik w ruch wprawiano siłą mięśni, obracając specjalną korbę. Dziś wystarczy przekręcić kluczyk zapłonu albo wcisnąć guzik – jeśli mamy auto wyposażone w elektroniczny klucz zapłonu w postaci specjalnej karty.

Jeśli jednak mamy niesprawny akumulator opole, na nic się nie zda przekręcanie kluczyka czy wciskanie guzika – spod pokrywy silnika dochodzić będzie odgłos pracujących z trudem mechanizmów albo wręcz cisza. Co się dzieje? Jeszcze niedawno, w ciepłe dni uruchamialiśmy przecież auto bez specjalnych kłopotów…

Akumulatory opole nie lubią jednak zimna. Ten sam w pełni sprawny akumulator, który w temperaturze 25 st. C ma 100 proc. pojemności elektrycznej, w temperaturze 0 st. będzie miał 80 proc. pojemności, w temperaturze – 10 st. już tylko 70 proc., a przy siarczystym mrozie, – 25 st., tylko 60 proc.

Jeżeli akumulator jest już częściowo rozładowany, to przy niskich temperaturach jego pojemność elektryczna będzie jeszcze mniejsza. W rezultacie może mieć za mało energii, by starczyło jej na dostatecznie mocne obracanie wałem korbowym. Tym bardziej że w zimie jest to trudniejsze niż w ciepłe dni. Przy niskich temperaturach olej w silniku zastyga, rosną więc opory, jakie musi pokonać rozrusznik, obracając wał korbowy. Do pracy w tych warunkach rozrusznik musi pobrać więcej prądu z akumulatora. Wszelkie defekty w instalacji elektrycznej, które powodują ubytki prądu, wtedy szczególnie dotkliwe dają o sobie znać.

Aby więc zimą uniknąć stresów z autem, którego nie da się uruchomić, trzeba zawczasu pomyśleć o sprawnym akumulatorze.

Magiczne oko

Urządzenia te dzielą się na takie, które wymagają obsługi, i bezobsługowe (teoretycznie niewymagające obsługi).

W akumulatorach wymagających obsługi trzeba okresowo sprawdzać stan elektrolitu. Odkręcając korki nad poszczególnymi celami, można sprawdzić, czy elektrolit zakrywa płyty w akumulatorze. W akumulatorach, które mają obudowę z przezroczystego tworzywa, można to czasem sprawdzić już z zewnątrz, porównując faktyczny poziom elektrolitu z umieszczonymi na obudowie oznaczeniami poziomu minimalnego i maksymalnego. Niedobór elektrolitu uzupełnia się wodą destylowaną. Niezależnie od tego należy okresowo kontrolować, czy elektrolit ma odpowiednią gęstość (do takiego pomiaru służą odpowiednie urządzenia dostępne nieraz w sklepach z akcesoriami samochodowymi). Należy pamiętać, żeby zachować ostrożność i nie wylać elektrolitu, który jest substancją żrącą.

Takich zabiegów nie wymagają tzw. akumulatory bezobsługowe. Faktycznie niewiele jest urządzeń, które w pełni zasługują na tę nazwę. Akumulator w pełni bezobsługowy można np. zamontować aucie bezpośrednio po zakupie, bez konieczności oddawania go wcześniej do specjalistycznego warsztatu dla „uformowania” (szczególny sposób przygotowania i pierwszego naładowania).

Zwykle akumulatory bezobsługowe wyposażone są w specjalną diodę, po której zabarwieniu można rozpoznać stan naładowania. Częściowo rozładowany akumulator bezobsługowy wymaga naładowania – tak jak w tej sytuacji wymaga tego również akumulator „obsługowy”.

Akumulator każdego typu wymaga zaś okresowego oczyszczenia. Czyste, bez śladów korozji powinny być również bieguny akumulatora i zaciski przewodów (tzw. klemy). Bieguny i zaciski należy nasmarować wazeliną techniczną w celu poprawy przewodzenia i ochrony przed wilgocią. Zaciski powinny być przykręcone całym swoim obwodem, mocno, lecz nie za mocno – grozi to bowiem uszkodzeniem tych elementów. Zakładając w aucie akumulator, wyjęty na przykład dla podładowania, należy upewnić się, że został umocowany prawidłowo. Podskoki i wstrząsy nie przedłużają bowiem żywotności tego urządzenia, a na dodatek niestabilne zamocowanie akumulatora grozi poluzowaniem połączeń i ubytkami prądu.

Jaki akumulator opole wybrać?

O tym, jaki akumulator jest potrzebny do naszego samochodu, informuje instrukcja obsługi. Zwykle jako podstawową daną określa się tam pojemność akumulatora. Nie wolno kupować akumulatora o pojemności mniejszej niż zalecana, bo zimą z pewnością zabraknie nam energii. Czy można kupić akumulator większej pojemności? Czasem tak. Decyzja w tej sprawie wymaga jednak konsultacji z autoryzowaną stacją obsługi naszego samochodu. Jeżeli w naszym aucie zamontowano bowiem prądnicę (alternator) o sprawności niedostosowanej do akumulatora większej pojemności, to grozi nam, iż w trakcie jazdy prądnica nie poradzi sobie z doładowanie akumulatora i w rezultacie będzie on notorycznie niedoładowany.

Należy również pamiętać, że z powodu trudniejszych warunków rozruchu auta z silnikami Diesla wymagają akumulatorów o większej pojemności.

Mając do wyboru dwa akumulatory o tej samej pojemności, lepiej wybrać ten, który cechuje się prądem rozruchowym o wyższej wartości (naturalnie, jeśli producent auta nie wprowadza ograniczeń pod tym względem). Taki akumulator w chwili rozruchu dostarczy więcej energii, pozwoli mocniej zakręcić rozrusznikiem. Ale uwaga! Wartości prądu rozruchu mogą być podawane różnie, w zależności od zastosowanych w tym celu norm (amerykańskie normy SAE dla prądu rozruchu są np. wyższe od norm niemieckich DIN). Porównując cechy akumulatorów, trzeba więc sprawdzić, jakie normy wykorzystywał producent przy ich opisie.

Przed zakupem nowego akumulatora lepiej też upewnić się, czy rozmiarami będzie pasować do miejsca przewidzianego na to urządzenie przez producenta samochodu.

Padł i co?

Dlaczego nie możemy zimowym rankiem uruchomić auta? Powodem może być niesprawny akumulator albo np. niesprawności silnika (zużyte świece zapłonowe, źle wyregulowany gaźnik, problemy z wtryskiem i/lub zapłonem, zbyt małe ciśnienie sprężania itd.).

Niesprawności akumulatora niekoniecznie muszą wynikać z defektów samego urządzenia. Jeśli kłopoty z akumulatorem ponawiają się, należy w autoryzowanej stacji obsługi sprawdzić, czy uszkodzenia nie występują w innych elementach systemu elektrycznego. Kłopoty z ładowaniem akumulatora może powodować źle naciągnięty pasek klinowy, niesprawna prądnica (alternator). Jeśli te urządzenia działają jak należy, możemy podejrzewać, że za ubytki prądu odpowiada coś innego – wadliwy rozrusznik, uszkodzona instalacja elektryczna, źle zamontowany autoalarm, zbyt wiele dodatkowych urządzeń elektrycznych, które zainstalowaliśmy w aucie.

Bardzo szybko rozładujemy akumulator, jeśli zapomnimy wyłączyć światła po zaparkowaniu auta. Szybszemu wyładowaniu akumulatora sprzyja również wykorzystywanie samochodu przede wszystkim do jazdy na krótkich odcinkach.

A jeżeli wyładuje nam się akumulator opole i trzeba uruchomić silnik? Najlepiej w takiej awaryjnej sytuacji skorzystać z pomocy baterii w innym aucie (samochodów z katalizatorami i automatycznymi skrzyniami biegów w ogóle nie należy uruchamiać „na pych”). Należy przy tym pamiętać o odpowiedniej kolejności podłączania przewodów. Jeśli „minus” akumulatora w naszym aucie jest połączony z masą pojazdu, to najpierw podłączamy przewód do „plusa” akumulatora w aucie, z którego pożyczamy prąd, a potem do „plusa” akumulatora w aucie, które prąd pożycza. W tej samej kolejności potem podłączamy przewód do „minusa” akumulatora w aucie, z którego pożycza się prąd, a potem do „minusa” akumulatora w aucie, które pożyczy prąd.

W trakcie łączenia przewodów silnik auta, z którego będzie pożyczany prąd, powinien być unieruchomiony. Należy go jednak włączyć, zanim podjęte będą próby uruchomienia drugiego samochodu na czas podładowania akumulatora w pojeździe unieruchomionym, oraz wyłączyć zanim nastąpi próba odpalenia drugiego pojazdu. W trakcie tych operacji auta nie mogą się ze sobą stykać karoseriami.

 

Podstawowe wielkości charakteryzujące akumulator.

Przedstawione poniżej wielkości wraz z krótkim opisem będą pomocne dla zrozumienia procesów zachodzących w akumulatorze oraz zasad eksploatacji akumulatora.

  1. Minimalne napięcie pracy (napięcie wyładowania Uw) -wartość napięcia między biegunami akumulatora, do której może być wyładowany akumulator w normalnych warunkach pracy bez obawy jego uszkodzenia. Dla akumulatorów 12-to woltowych wynosi ono 10,5 [V]. W czasie wyładowania masy czynne płyt akumulatora przechodzą w siarczan ołowiawy. Powoduje to zmniejszenia napięcia.
  2. Prąd znamionowy akumulatora (prąd 20-to godzinowy I20 lub IZN) - wartość prądu, jaki można pobrać z akumulatora całkowicie sprawnego i naładowanego w czasie 20 godzin do osiągnięcia przez akumulator stanu normalnego wyładowania. Jego wartość oblicza się następująco:

    Gdzie Qzn to pojemność znamionowa akumulatora
  3. Pojemność znamionowa akumulatora (Qzn lub Q20) - ilość ładunku elektrycznego wyrażona w [ Ah ] jaką może oddać w pełni sprawny i naładowany akumulator opole do osiągnięcia stanu normalnego wyładowania w czasie 20 godzin w temperaturze 25 °C. Pojemność znamionowa nazywana jest także zamiennie pojemnością 20-to godzinową.
  4. Gęstość elektrolitu - Jest to parametr wskazujący nam stan naładowania akumulatora. Pomiaru gęstości dokonujemy aerometrem po co najmniej 30 minutach od zakończenia pracy lub ładowania akumulatora. W przypadku gdy dolewaliśmy elektrolitu pomiaru gęstości można dokonać dopiero po upływie doby. Gęstość elektrolitu zmienia się wraz ze zmianami temperatury. Dlatego, aby możliwe było porównywanie akumulatorów przyjęto, że pomiaru gęstości dokonuje się w temperaturze 25 °C. Możliwe jest także przeliczenia gęstości zmierzonej w innej temperaturze na gęstość przy 25 °C. Sposób przeliczeń omówię później przy metodach oceny stanu akumulatora.
  5. Prąd ładowania akumulatora (I ład) - jest to wartość prądu przepływającego przez akumulator w czasie ładowania. Wartość prądu ładowania może być różna w zależności od zastosowanej metody ładowania. Szerzej o tym przy metodach ładowania akumulatorów.

Metody oceny stanu akumulatora.

Możemy wyróżnić cztery sposoby oceny stanu akumulatora:

  1. Przez pomiar gęstości elektrolitu - Jak wiadomo gęstość elektrolitu maleje ze wzrostem temperatury. Gęstość zmienia się o 0,01 [g/cm3] przy zmianie temperatury o 15 °C. Gęstość, jak wspominałem wcześniej powinno się mierzyć przy 25 °C. Można jednak przeliczyć gęstość zmierzoną przy innej temperaturze. Pokazuje to rysunek.

    Sposób przeliczania gęstości elektrolitu

    Na rysunku pokazano sytuację zmierzenia gęstości elektrolitu w temperaturze -5 °C. Zmierzona gęstość wyniosła 1,2 [g/cm3]. Aby przeliczyć tę gęstość na gęstość w umownej temperaturze 25 °C należy zaznaczony punkt przesunąć równolegle, względem narysowanych zielonym kolorem linii, do punktu przecięcia z linią temperatury odniesienia (25 °C). Rzutując teraz ten punkt na oś gęstości widzimy, że gęstość rzeczywista (ta według której określimy stan akumulatora) wynosi 1,18 [g/cm3]. Tok postępowania ilustruje linia żółta. Z wykresu tego możemy także szacunkowo w procentach określić stopień naładowania akumulatora. Wystarczy spojrzeć na górną oś. Wnioskowania co do stanu akumulatora dokonujemy wg. poniższej tabeli.

     

    Gęstość elektrolitu [g/cm3]

    Diagnoza co do stanu naładowania akumulatora

    1,285 … 1,3

    		 Zbyt duża gęstość elektrolitu. Należy ją obniżyć w ten sposób, że usuwamy część elektrolitu zastępując go wodą destylowaną.

    1,28

    		 Pełny stopień naładowania akumulatora

    1,2 … 1,24

    		 Należy doładować akumulator

    1,15 … 1,2

    		 Akumulator wymaga natychmiastowego naładowania

    poniżej 1,15

    		 Akumulator może ulec zasiarczeniu czyli trwałemu uszkodzeniu

    1,1

    		 Zupełnie rozładowany (uszkodzony)

     

  2. Poprzez poprawność pracy rozrusznika - Jest to sygnał diagnostyczny mówiący o sprawności akumulatora, zwłaszcza w zimie. Jeżeli widzimy, a raczej słyszymy, że obroty rozrusznika są obniżone to możemy przyjąć, że akumulator wymaga podładowania. Niestety nie raz słyszałem, jak kierowcy nad ranem „piłują” swoje pojazdy. Rozrusznik ledwo kręci, a oni wciąż piłują. Takie traktowanie akumulatora w połączeniu z niezachowaniem co najmniej 5-cio sekundowych przerw między kolejnymi rozruchami wydatnie przyczynia się do „zamordowania” akumulatora.
  3. Poprzez poziom świecenia reflektorów – W momencie gdy światła mijania są zapalone, a silnik nie pracuje cała energia do zasilania reflektorów jest czerpana z akumulatora. Zatem po poziomie świecenia możemy wnioskować o stanie naładowania akumulatora. Jeżeli po włączeniu silnika reflektory świecą zdecydowanie lepiej to akumulator wymaga podładowania. Ten sposób należy jednak traktować jako bardzo przybliżony. Słabsze świecenie może wynikać także np. ze złego połączenia klem z biegunami akumulatora.
  4. Za pomoca próbnika – Akumulator można także sprawdzić próbnikiem do akumulatorów samochodowych. Bada on napięcie akumulatora pod obciążeniem (przy włączonym rozruszniku). Pod obciążeniem przez akumulator przepływa określony prąd. Prąd o wartości 80…150 [A] powoduje wydzielenie się dużej ilości ciepła, więc pomiar należy przeprowadzić szybko. W tym przypadku możemy się posłużyć następującym wnioskowaniem:

 

Wskazanie próbnika

Diagnoza

Uaku > 11 [V]

 Akumulator naładowany

11 [V] … 10,2 [V]

 Akumulator naładowany w połowie

Uaku < 10,2 [V]

 Akumulator rozładowany

 

 

Ładowanie

Na początek kilka wskazówek, których należy przestrzegać przy ładowaniu akumulatora:

  1. ładujemy wyłącznie prądem stałym
  2. źródło prądu ładowania musi mieć napięcie wyższe od napięcia akumulatora. Dla akumulatorów 12-to voltowych napięcie źródła winno wynosić od 13,2 do 16,2 [V]
  3. temperatura elektrolitu powinna wynosić od 5 do 40 °C
  4. biegun „+” akumulatora łączymy z zaciskiem dodatnim prostownika. Analogicznie minus z minusem.
  5. podczas ładowania wykręca się korki akumulatora

Zanim rozpoczniemy ładowanie akumulatora opole należy go dobrze oczyścić, najlepiej ciepłą, czystą wodą. Następnie sprawdzamy poziom elektrolitu. Po naładowaniu elektrolit powinien przykrywać górne powierzchnie płyt, najlepiej 5 ? 10 mm nad nimi. Prawidłowy poziom elektrolitu wyrównuje się kiedy akumulator jest całkowicie naładowany i posiada odpowiednią temperaturę. Należy pamiętać, iż podczas ładowania poziom elektrolitu rośnie. Z tego powodu nie należy nigdy napełniać rozładowanego akumulatora elektrolitem powyżej górnych krawędzi płyt.

Akumulator można również doładować nie wyjmując go z samochodu. W wypadku, gdy akumulator ma być ładowany przez noc bez kontroli, prąd ładowania powinien wynosić tylko połowę normalnej wielkości.
Akumulator jest całkowicie naładowany, jeżeli gęstość elektrolitu wynosi 1,270 ? 1,280 kg/l przy 3 odczytach dokonanych w odstępach 1 godziny.

UWAGA!!!
W przypadku nowych samochodów, posiadających zaawansowany sprzęt elektroniczny  należy stosować ładowarkę z elektronicznym sterowaniem przebiegu ładowania. W innym przypadku urządzenia elektroniczne w pojeździe mogą ulec uszkodzeniu.

 

Wyróżniamy następujące sposoby ładowania akumulatora:

  1. doładowanie - czyli normalne uzupełnienie nagromadzonego w akumulatorze ładunku. Prąd doładowania wynosi

  2. podładowanie - w sytuacji konieczności szybkiego doprowadzenia energii koniecznej jedynie do uruchomienia samochodu). Polega na ładowaniu akumulatora prądem

    do chwili rozpoczęcia gazowania, a następnie zmniejsza się prąd ładowania do wartości

    Ładowanie przyspieszone (podładowanie) nie jest dla akumulatora korzystne i dlatego należy je przeprowadzać tylko w przypadkach awaryjnych.
  3. ładowanie wyrównawcze (między ogniwami)- Polega na powolnym ładowaniu akumulatora, a następnie przeładowaniu prądem o wartości

    lub mniejszej. W ten sposób wyrównuje się stan naładowania poszczególnych ogniw a akumulatorze.
  4. ładowanie odsiarczające - Zasiarczenie akumulatora jest skutkiem nadmiernego wyładowania lub odstawienia na dłuższy czas po wyładowaniu. Zasiarczenie polega na powstawaniu siarczanu ołowiawego. Jest to praktycznie stan niezdatności akumulatora to eksploatacji. Jednak przy niewielkim zasiarczeniu można akumulatora jeszcze „odratować” przez odpowiednie ładowanie z przerwami. Prąd ładownia musi mieć wartość od 0,02 do 0,05 Q20. Ładujemy z przerwami tzn. po 12 godzinach ładowania robimy 2 godziny przerwy. Proces kończymy po wystąpieniu objawów pełnego naładowania tj.:
    1. stałej gęstości elektrolitu
    2. intensywnego gazowania
    3. stałego napięcia na końcówkach przy trzech kolejnych pomiarach wykonanych w odstępach godzinowych

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tekst na podstawie źródeł: http://www.akumulator.pl/showpage.php

http://narty.sport.pl/narty/1,110175,1110376.html

http://www.mototechnika.republika.pl/pliki/akumulatory.html