Artykuł na temat akumulatora w Auto Guide

Publikujemy artykuły poradnikowe na różne tematy, aby zapewnić świadomość na temat działania różnych części samochodu. W tym artykule zajmiemy się działaniem akumulatora i kluczowymi kwestiami, które należy mieć na uwadze podczas jego konserwacji.

Akumulator

Akumulator samochodowy to urządzenie elektrochemiczne, które przechowuje i dostarcza energię elektryczną. Kiedy akumulator jest podłączony do zewnętrznego obciążenia, następuje konwersja energii, która powoduje przepływ prądu przez obwód w celu obsługi obciążenia. Energia elektryczna jest dostarczana w akumulatorze poprzez reakcję chemiczną, która zachodzi pomiędzy dwoma różniącymi się płytami zanurzonymi w roztworze elektrolitu.

Ładowanie i rozładowywanie

Kiedy bateria się rozładowuje, zmienia energię chemiczną w elektryczną. Podczas tego procesu akumulator uwalnia zmagazynowaną energię. Podczas ładowania, energia elektryczna jest zamieniana na chemiczną, w wyniku czego bateria może magazynować energię.

Różne rodzaje akumulatorów

Najczęściej spotykane typy to bateria konwencjonalna, bateria o niskich wymaganiach konserwacyjnych, bateria bezobsługowa, bateria bezobsługowa szczelna i bateria rekombinacyjna.

Bateria konwencjonalna

Akumulator składa się z kratek, płyt dodatnich, płyt ujemnych, elementów separujących, elektrolitów, pojemnika, pokryw ogniw, korków odpowietrzających i pojemników ogniw.

Elektrolit i ciężar właściwy

Nadtlenek ołowiu i gąbka ołowiana, które wypełniają płyty elementarne są materiałami aktywnymi w akumulatorze. Materiały te stają się aktywne, gdy są zanurzone w elektrolicie. Elektrolit jest cieczą składającą się z kwasu i wody. Generalnie jest to kwas siarkowy (H2SO4). Kwas siarkowy w elektrolicie dostarcza siarczanu, który reaguje chemicznie zarówno z ołowiem jak i nadtlenkiem ołowiu uwalniając energię elektryczną. Kwas siarkowy jest nośnikiem elektronów wewnątrz akumulatora pomiędzy płytami dodatnimi i ujemnymi.

Rozładowywanie i ładowanie

Reakcja chemiczna pomiędzy materiałami aktywnymi na płytach dodatnich i ujemnych oraz kwasem w elektrolicie dostarcza energii elektrycznej. Kiedy akumulator się rozładowuje, ołów zawarty w nadtlenku ołowiu na płytach dodatnich łączy się z rodnikiem siarczanowym (SO4) tworząc siarczan ołowiu (PbSO4).

Podobna reakcja zachodzi na płycie ujemnej. W tej płytce również ołów (Pb) z ujemnego materiału aktywnego łączy się z rodnikiem siarczanowym (SO4) tworząc siarczan ołowiu (PbSO4), materiał obojętny i nieaktywny. Tak więc siarczany ołowiu tworzą się na obu typach płyt w miarę rozładowywania się baterii. Podczas tych reakcji chemicznych, tlen z nadtlenku ołowiu i wodór z kwasu siarkowego łączą się tworząc wodę (H2O). Podczas rozładowywania, kwas zawarty w elektrolicie jest zużywany i zastępowany wodą. Ciężar właściwy elektrolitu maleje w miarę rozładowywania. Pomiar ciężaru właściwego za pomocą hydrometru wskazuje poziom naładowania. Generalnie waha się od 1,265 dla 100% naładowania do 1,120 dla pełnego rozładowania.

Ponowne ładowanie jest procesem odwrotnym do ładowania. Do akumulatora wtłaczany jest prąd elektryczny z takiego źródła jak alternator, generator lub ładowarka. Siarczan ołowiu (PbSO4) na obu płytach rozdziela się na ołów (Pb) i siarczan (SO4). Gdy siarczan (SO4) opuszcza obie płyty, łączy się z wodorem w elektrolicie tworząc kwas siarkowy (H2SO4). W tym samym czasie tlen (O2) w elektrolicie łączy się z ołowiem (Pb) na płytach dodatnich tworząc nadtlenek ołowiu (PbO2). W rezultacie płyty ujemne powracają do pierwotnej formy ołowiu (Pb), a płyty dodatnie do nadtlenku ołowiu (PbO2).

Akumulator bezobsługowy i o niskim poziomie konserwacji.

Akumulatory bezobsługowe nie posiadają zdejmowanych pokryw ogniw ani korków. Posiadają one małe otwory wentylacyjne, które zapobiegają wzrostowi ciśnienia gazu w obudowie. Do baterii bezobsługowych nigdy nie dodaje się wody.

Zalety akumulatorów bezobsługowych w porównaniu z akumulatorami konwencjonalnymi.

1. Duża rezerwa elektrolitu nad płytami. Zwiększona odporność na przeładowanie. Dłuższa żywotność. Możliwość transportu z elektrolitem w baterii. Brak możliwości wylania się elektrolitu. Wyższy wskaźnik amperażu przy rozruchu na zimno.

Wady

1. Niska pojemność rezerwowa Szybsze rozładowywanie przy zmiennym obciążeniu

Akumulatory hybrydowe

Akumulator hybrydowy

Akumulator hybrydowy nazywany jest również akumulatorem głębokiego cyklu. Łączy w sobie zalety akumulatorów o niskich wymaganiach konserwacyjnych i bezobsługowych. Jest w stanie wytrzymać głębokie cykle i nadal powrócić do 100% swojej pierwotnej pojemności. Cykl głęboki oznacza całkowite rozładowanie baterii przed jej ponownym naładowaniem.

Konstrukcja baterii hybrydowych składa się w około 2,75% ze stopu antymonu na płytach dodatnich i stopu wapnia na płytach wodorowych. Pozwala to akumulatorowi wytrzymać głębokie cykle, zachowując jednocześnie pojemność rezerwową dla lepszej wydajności rozruchu korbowego.

Akumulator rekombinacyjny

Akumulator rekombinacyjny jest w zasadzie ogniwem napięciowym kwasu ołowiowego. Niewielka zmiana w płytach i składnikach elektrolitu eliminuje wytwarzanie wodoru. Podczas ładowania, konwencjonalne lub bezobsługowe akumulatory uwalniają wodór na płytach ujemnych i tlen na płytach dodatnich. Większość wodoru jest uwalniana przez elektrolit w pobliżu płyt ujemnych, gdy bateria osiąga pełne naładowanie. W bateriach rekombinacyjnych płyty ujemne nigdy nie osiągają stanu pełnego naładowania i dlatego powodują niewielkie lub żadne uwalnianie wodoru. Tlen jest uwalniany przy płytach dodatnich, ale przechodzi on przez separatory i rekombinuje z płytami ujemnymi. Praktycznie nie będzie żadnych gazów z baterii. Ponieważ tlen uwalniany przez elektrolit jest zmuszony do rekombinacji z płytami ujemnymi. Takie baterie nazywane są bateriami rekombinacyjnymi lub rekombinacyjnymi elektrolitowymi.

Czynniki wpływające na żywotność baterii

1.Niewłaściwy poziom elektrolitu

Podczas napełniania elektrolitem, niedostateczne napełnienie powoduje większe stężenie kwasu, który szybciej niszczy płyty w sieci.

2.Korozja

Korozja akumulatora jest powszechnie powodowana przez rozlany elektrolit lub kondensację elektrolitu w wyniku gazowania. W obu przypadkach kwas siarkowy z elektrolitu może korodować, przyciągać i niszczyć złącza i zaciski.

3.Przeładowanie

Akumulatory mogą być przeładowane przez system ładowania pojazdu lub ładowarkę. W takim przypadku dochodzi do gwałtownej reakcji chemicznej w akumulatorze, która powoduje utratę wody w ogniwach. Może to spowodować wypchnięcie materiałów aktywnych z płyt, co trwale zmniejsza pojemność baterii.

4.Niedoładowanie/siarczan

System ładowania pojazdu może nie naładować w pełni akumulatora z powodu zbyt dużej mocy akumulatora, jazdy w trybie stop and go lub usterki w systemie ładowania. We wszystkich tych przypadkach akumulator pracuje w stanie częściowego rozładowania. Akumulator w takim stanie ulega zasiarczeniu, w wyniku czego płyty stają się chemicznie nieodwracalne.

5.Zła konserwacja

Luźne, przytrzymujące pasy lub pokrywy powodują, że akumulator wpada w wibracje, odbija się podczas pracy pojazdu. Może to spowodować poluzowanie połączeń płyt z taśmami, poluzowanie połączeń kabli, a nawet pęknięcie obudowy akumulatora.

6.Cyklowanie

Cykle to po prostu rozładowywanie i doładowywanie akumulatora. Silne i powtarzające się cykle mogą spowodować, że materiał płyt dodatnich oderwie się od kratek i wpadnie do komór osadowych w podstawie obudowy. Problem ten zmniejsza pojemność akumulatora i może prowadzić do przedwczesnego zwarcia pomiędzy płytami.

Środki ostrożności podczas użytkowania akumulatora

1. Nie palić w pobliżu górnej części akumulatora i nigdy nie używać zapalniczki lub zapałek jako latarki Zawsze odłączać przewód uziemiający akumulatora podczas prac przy układzie elektrycznym lub silniku Nigdy nie podłączać ani nie odłączać przewodów prostownika, gdy prostownik jest włączony. Generuje to iskrę.

Codzienna/częsta kontrola

1. Sprawdzić wzrokowo obudowę pokrywy akumulatora pod kątem kurzu i smaru Sprawdzić obudowę pod kątem pęknięć, luźnych portów zacisków i innych oznak uszkodzeń fizycznych Sprawdzić, czy nie brakuje pokryw i zaślepek korków ogniw Sprawdzić poziom elektrolitu Sprawdzić wszystkie przewody pod kątem przerwanych lub skorodowanych drutów, uszkodzonej izolacji, luźnych połączeń Sprawdzić wzrokowo zaciski akumulatora, połączenia przewodów, części metalowe, przytrzymanie i ślady korozji. Sprawdzić osłonę termiczną pod kątem prawidłowego montażu w pojazdach tak wyposażonych.

Wnioski

W powyższym artykule zajęliśmy się informacjami, które mogą pomóc każdemu w uzyskaniu wiedzy na temat działania akumulatorów stosowanych w samochodach. Zagłębianie się w szczegóły wykracza poza zakres tego artykułu. Mamy nadzieję, że pomoże on klientowi w uzyskaniu ogólnej świadomości na temat akumulatora samochodowego.