Automašīnas akumulators, kas pazīstams kā akumulators, ir atbildīgs par automašīnas iedarbināšanas, apgaismojuma un aizdedzes sistēmām. Parasti automašīnu akumulatori ir svina-skābes, kas sastāv no galvaniskajiem elementiem, kas nodrošina 12 voltu sistēmu. Katra no šūnām pilnībā uzlādējot rada 2,1 voltu. Elektrolīta blīvums ir skābes ūdens šķīduma kontrolēta īpašība, kas nodrošina normālu akumulatoru darbību.
Svina-skābes akumulatora sastāvs
Svina-skābes akumulatora elektrolīts ir sērskābes un destilēta ūdens šķīdums. Tīras sērskābes īpatnējais svars ir aptuveni 1,84 g/cm3, un šo tīro skābi atšķaida ar destilētu ūdeni, līdz šķīduma īpatnējais svars ir 1,2-1,23 g/cm 3.
Lai gan dažos gadījumos elektrolīta blīvums akumulatorā ir ieteicams atkarībā no akumulatora veida, sezonas un klimatiskajiem apstākļiem. Pilnībā uzlādēta akumulatora īpatnējais svars saskaņā ar rūpniecisko standartu Krievijā ir 1,25-1,27 g / cm3 vasarā un bargās ziemās - 1,27-1, 29g/cm3.
Elektrolīta īpatnējais svars
Viens no galvenajiem akumulatora parametriem ir elektrolīta īpatnējais svars. Tā ir šķīduma (sērskābes) svara attiecība pret vienāda tilpuma ūdens masu noteiktā temperatūrā. Parasti mēra ar hidrometru. Elektrolīta blīvums tiek izmantots kā elementa vai akumulatora uzlādes stāvokļa indikators, bet nevar raksturot akumulatora jaudu. Izkraušanas laikā īpatnējais svars lineāri samazinās.
Ņemot to vērā, nepieciešams precizēt pieļaujamā blīvuma lielumu. Elektrolīts akumulatorā nedrīkst pārsniegt 1,44 g/cm3. Blīvums var būt no 1,07 līdz 1,3 g/cm3. Maisījuma temperatūra tad būs aptuveni +15 C.
Paaugstināta blīvuma elektrolītam tīrā veidā ir raksturīga diezgan augsta šī rādītāja vērtība. Tā blīvums ir 1,6 g/cm3.
Uzlādes līmenis
Pilnībā uzlādētā līdzsvara stāvoklī un zem izlādes, elektrolīta īpatnējā smaguma mērīšana sniedz aptuvenu norādi par elementa uzlādes stāvokli. Īpatnējais smagums=atvērtas ķēdes spriegums - 0,845.
Piemērs: 2,13 V - 0,845=1,285 g/cm3.
Īpašais smagums samazinās, kad akumulators ir izlādējies līdz līmenim, kas ir tuvu tīra ūdens līmenim, un palielinās uzlādes laikā. Akumulators tiek uzskatīts par pilnībā uzlādētu, kad elektrolīta blīvums akumulatorā sasniedz maksimālo iespējamo vērtību. Konkrētssvars ir atkarīgs no temperatūras un elektrolīta daudzuma šūnā. Kad elektrolīts ir tuvu zemajai atzīmei, īpatnējais svars ir lielāks par nominālo, tas nokrītas un elementam tiek pievienots ūdens, lai elektrolīts sasniegtu vajadzīgo līmeni.
Elektrolīta tilpums izplešas, temperatūrai paaugstinoties, un saraujas, temperatūrai pazeminoties, kas ietekmē blīvumu vai īpatnējo svaru. Palielinoties elektrolīta tilpumam, rādījums samazinās un, gluži pretēji, īpatnējais svars palielinās zemākā temperatūrā.
Pirms paaugstināt elektrolīta blīvumu akumulatorā, jāveic mērījumi un aprēķini. Akumulatora īpatnējo svaru nosaka lietojumprogramma, kurā tas tiks izmantots, ņemot vērā darba temperatūru un akumulatora darbības laiku.
| % sērskābe | % ūdens | Īpašais smagums (20°C) |
| 37, 52 | 62, 48 | 1, 285 |
| 48 | 52 | 1, 380 |
| 50 | 50 | 1, 400 |
| 60 | 40 | +1, 500 |
| 68, 74 | 31, 26 | 1, 600 |
| 70 | 30 | 1, 616 |
| 77, 67 | 22, 33 | 1, 705 |
| 93 | 7 | 1, 835 |
Ķīmiskā reakcija akumulatoros
Tiklīdz akumulatora spailēm ir pievienota slodze, caur slodzi sāk plūst izlādes strāva un akumulators sāk izlādēties. Izlādes procesā elektrolīta šķīduma skābums samazinās un izraisa sulfātu nogulsnes veidošanos gan uz pozitīvajām, gan negatīvajām plāksnēm. Šajā izlādes procesā palielinās ūdens daudzums elektrolīta šķīdumā, kas samazina tā īpatnējo svaru.
Akumulatora elementus var izlādēt līdz noteiktam minimālajam spriegumam un īpatnējam smagumam. Pilnībā uzlādēta svina skābes akumulatora spriegums un īpatnējais svars ir attiecīgi 2,2 V un 1,250 g/cm3, un šo elementu parasti var izlādēt, līdz atbilstošās vērtības nesasniedz 1,8 V un 1,1 g/cm3.
Elektrolītu sastāvs
Elektrolīts satur sērskābes un destilēta ūdens maisījumu. Ja vadītājs ir tikko pievienojis ūdeni, dati nebūs precīzi. Jāgaida kāds brīdis, lai svaigam ūdenim būtu laiks sajaukties ar esošo šķīdumu. Pirms elektrolīta blīvuma paaugstināšanas jāatceras: jo lielāka ir sērskābes koncentrācija, jo blīvāks kļūst elektrolīts. Jo lielāks blīvums, jo augstāks uzlādes līmenis.
Elektrolīta šķīdumam labākā izvēle ir destilēts ūdens. Tas samazina iespējamopiesārņotāji šķīdumā. Daži piesārņotāji var reaģēt ar elektrolītu joniem. Piemēram, ja sajaucat šķīdumu ar NaCl sāļiem, veidosies nogulsnes, kas mainīs šķīduma kvalitāti.
Temperatūras ietekme uz kapacitāti
Kāds ir elektrolīta blīvums - tas būs atkarīgs no temperatūras akumulatoru iekšpusē. Konkrētu akumulatoru lietotāja rokasgrāmatā ir norādīts, kāds labojums ir jāpiemēro. Piemēram, Surrette/Rolls rokasgrāmatā temperatūrai no -17,8 līdz -54,4oC zem 21oC, atņemiet 0,04 par katriem 6. grādi.
Daudziem invertoriem vai uzlādes kontrolleriem ir akumulatora temperatūras sensors, ko pievieno akumulatoram. Viņiem parasti ir LCD displejs. Norādot infrasarkano termometru, tiks parādīta arī nepieciešamā informācija.
Blīvuma mērītājs
Elektrolīta blīvuma hidrometru izmanto, lai izmērītu elektrolīta šķīduma īpatnējo svaru katrā šūnā. Skābes akumulators ir pilnībā uzlādēts ar īpatnējo svaru 1,255 g/cm3 pie 26oC. Īpatnējais svars ir šķidruma mērījums, ko salīdzina ar bāzi. Šis ir ūdens, kam ir piešķirts bāzes numurs 1000 g/cm3.
Sērskābes koncentrācija ūdenī jaunā akumulatorā ir 1,280 g/cm3, kas nozīmē, ka elektrolīts sver 1,280 g/cm3 reizes no tā paša ūdens tilpuma svara. Pilnībā uzlādēts akumulators tiks pārbaudīts līdz plkst1,280 g/cm3, kamēr izlādējies, tiks skaitīts no 1,100 g/cm3.
Hidrometra pārbaudes procedūra
Hidrometra nolasīšanas temperatūra ir jānoregulē uz 27oC, īpaši attiecībā uz elektrolīta blīvumu ziemā. Augstas kvalitātes hidrometriem ir iekšējais termometrs, kas mērīs elektrolīta temperatūru un ietver konversijas skalu, lai koriģētu pludiņa rādījumus. Ir svarīgi apzināties, ka temperatūra būtiski atšķiras no apkārtējās vides, ja transportlīdzeklis tiek vadīts. Mērījumu secība:
- Ielejiet elektrolītu hidrometrā ar gumijas spuldzi vairākas reizes, lai termometrs varētu regulēt elektrolīta temperatūru un veikt rādījumus.
- Izpētiet elektrolīta krāsu. Brūna vai pelēka krāsas maiņa norāda uz problēmu ar akumulatoru un liecina, ka akumulatora darbības laiks tuvojas beigām.
- Novirziet minimālo elektrolīta daudzumu hidrometrā tā, lai pludiņš brīvi peldētu, nesaskaroties ar mērcilindra augšējo vai apakšējo daļu.
- Turiet hidrometru vertikāli acu līmenī un pievērsiet uzmanību rādījumam, kur elektrolīts atbilst skalai uz pludiņa.
- Pievienojiet vai atņemiet 0,004 vienības nolasīšanai ik pēc 6oC, ja elektrolīta temperatūra ir augstāka vai zemāka par 27oC.
- Pielāgojiet rādījumu, piemēram, ja īpatnējais svars ir 1,250 g/cm3 un elektrolīta temperatūra ir32oC, vērtība 1,250 g/cm3 nodrošina koriģēto vērtību 1,254 g/cm3. Līdzīgi, ja temperatūra bija 21oC, atņemiet 1,246 g/cm3. Četri punkti (0,004) no 1,250 g/cm3.
- Pārbaudiet katru šūnu un pierakstiet nolasījumu, kas koriģēts uz 27oC pirms elektrolīta blīvuma pārbaudes.
Uzlādes mērīšanas piemēri
1. piemērs:
- Hidrometrs rāda 1,333 g/cm3.
- Temperatūra ir 17 grādi, 10 grādi zemāka par ieteicamo.
- Atņemiet 0,007 no 1,333 g/cm3.
- Rezultāts ir 1,263 g/cm3, tātad uzlādes stāvoklis ir aptuveni 100 procenti.
2. piemērs:
- Dati par blīvumu - 1,178 g/cm3.
- Elektrolīta temperatūra ir 43 grādi C, kas ir par 16 grādiem virs normas.
- Pievienojiet 0,016 līdz 1,178 g/cm3.
- Rezultāts ir 1,194 g/cm3, 50 procenti.
| IZMAKSAS STATUSS | ĪPAŠAIS SVARS g/cm3 |
| 100% | 1, 265 |
| 75% | 1, 225 |
| 50% | 1, 190 |
| 25% | 1, 155 |
| 0% | 1, 120 |
Elektrolītu blīvuma tabula
Šā temperatūras korekcijas tabulair viens no veidiem, kā izskaidrot pēkšņas izmaiņas elektrolītu blīvuma vērtībās dažādās temperatūrās.
Lai izmantotu šo tabulu, jums jāzina elektrolīta temperatūra. Ja kāda iemesla dēļ mērījums nav iespējams, labāk ir izmantot apkārtējās vides temperatūru.
Elektrolītu blīvuma tabula ir parādīta zemāk. Šie dati ir balstīti uz temperatūru:
| % | 100 | 75 | 50 | 25 | 0 |
| -18 | 1, 297 | 1, 257 | 1, 222 | 1, 187 | 1, 152 |
| -12 | 1, 293 | 1, 253 | 1, 218 | 1, 183 | 1, 148 |
| -6 | 1, 289 | 1, 249 | 1, 214 | 1, 179 | 1, 144 |
| -1 | 1, 285 | 1, 245 | 1, 21 | 1, 175 | 1, 14 |
| 4 | 1, 281 | 1, 241 | 1, 206 | 1, 171 | 1, 136 |
| 10 | 1, 277 | 1, 237 | 1, 202 | 1, 167 | 1, 132 |
| 16 | 1, 273 | 1, 233 | 1, 198 | 1, 163 | 1, 128 |
| 22 | 1, 269 | 1, 229 | 1, 194 | 1, 159 | 1, 124 |
| 27 | 1, 265 | 1, 225 | 1, 19 | 1, 155 | 1, 12 |
| 32 | 1, 261 | 1, 221 | 1, 186 | 1, 151 | 1, 116 |
| 38 | 1, 257 | 1, 217 | 1, 182 | 1, 147 | 1, 112 |
| 43 | 1, 253 | 1, 213 | 1, 178 | 1, 143 | 1, 108 |
| 49 | 1, 249 | 1, 209 | 1, 174 | 1, 139 | 1, 104 |
| 54 | 1, 245 | 1, 205 | 1, 17 | 1, 135 | 1, 1 |
Kā redzams no šīs tabulas, elektrolīta blīvums akumulatorā ziemā ir daudz lielāks nekā siltajā sezonā.
Akumulatora apkope
Šīs baterijas satur sērskābi. Strādājot ar tiem, vienmēr jālieto aizsargbrilles un gumijas cimdi.
Ja šūnas ir pārslogotas, svina sulfāta fizikālās īpašības pakāpeniski mainās un tās tiek iznīcinātas, kas izjauc uzlādes procesu. Tāpēc lēnā ķīmiskās reakcijas ātruma dēļ elektrolīta blīvums samazinās.
Sērskābes kvalitātei jābūt augstai. Pretējā gadījumā akumulators var ātri kļūt nederīgs. Zems elektrolīta līmenis palīdz izžūt ierīces iekšējās plāksnes, padarot neiespējamu akumulatoru atjaunot.
Sulfētās baterijas var viegli atpazīt, aplūkojot mainīto plākšņu krāsu. Sulfētās plāksnes krāsa kļūst gaišāka un tās virsma kļūst dzeltena. Šādas šūnas uzrāda jaudas samazināšanos. Ja sulfonēšana notiek ilgstoši, neatgriezeniskaprocesi.
Lai izvairītos no šādas situācijas, ieteicams ilgstoši uzlādēt svina skābes akumulatorus ar zemu uzlādes strāvas ātrumu.
Vienmēr pastāv liela iespēja sabojāt akumulatora elementu spaiļu blokus. Korozija galvenokārt ietekmē skrūvju savienojumus starp šūnām. No tā var viegli izvairīties, nodrošinot, ka katra skrūve ir noslēgta ar plānu īpašas smērvielas slāni.
Kad akumulators tiek uzlādēts, pastāv liela skābes un gāzu izsmidzināšanas iespēja. Tie var piesārņot atmosfēru ap akumulatoru. Tāpēc akumulatora nodalījuma tuvumā ir nepieciešama laba ventilācija.
Šīs gāzes ir sprādzienbīstamas, tāpēc atklātas liesmas nedrīkst nonākt telpā, kur tiek uzlādētas svina akumulatori.
Lai izvairītos no akumulatora eksplozijas, kas var izraisīt nopietnus savainojumus vai nāvi, neievietojiet akumulatorā metāla termometru. Jāizmanto hidrometrs ar iebūvētu termometru, kas paredzēts bateriju pārbaudei.
Strāvas padeves kalpošanas laiks
Akumulatora veiktspēja laika gaitā pasliktinās neatkarīgi no tā, vai tā tiek lietota vai nē, tā pasliktinās arī ar biežiem uzlādes-izlādes cikliem. Dzīves ilgums ir laiks, cik ilgi neaktīvu akumulatoru var uzglabāt, pirms tas kļūst nederīgs. Parasti tiek uzskatīts, ka tas ir aptuveni 80% no sākotnējās jaudas.
Ir vairāki faktori, kas būtiski ietekmē akumulatora darbības laiku:
- Cikliskā dzīve. Laiksakumulatora darbības laiku galvenokārt nosaka akumulatora lietošanas cikli. Parasti 300 līdz 700 ciklu parastā lietošanā.
- Izlādes dziļuma (DOD) efekts. Atteikšanās no augstākas veiktspējas izraisīs īsāku dzīves ciklu.
- Temperatūras efekts. Tas ir galvenais akumulatora veiktspējas, glabāšanas laika, uzlādes un sprieguma kontroles faktors. Augstākā temperatūrā akumulatorā notiek lielāka ķīmiskā aktivitāte nekā zemākā temperatūrā. Lielākajai daļai akumulatoru ieteicamais temperatūras diapazons ir no -17 līdz 35oC.
- Spriegums un uzlādes ātrums. Visi svina-skābes akumulatori uzlādes laikā atbrīvo ūdeņradi no negatīvās plāksnes un skābekli no pozitīvās plāksnes. Akumulators var uzglabāt tikai noteiktu elektroenerģijas daudzumu. Parasti akumulators tiek uzlādēts līdz 90% 60% laika. Un 10% no atlikušā akumulatora ir uzlādēti aptuveni 40% no kopējā laika.
Labs akumulatora darbības laiks ir 500–1200 cikli. Faktiskais novecošanas process noved pie pakāpeniskas kapacitātes samazināšanās. Kad šūna sasniedz noteiktu kalpošanas laiku, tā pēkšņi nepārstāj darboties, šis process laika gaitā pagarinās, tas ir jāuzrauga, lai laikus sagatavotos akumulatora nomaiņai.
