Pojazdy mechaniczne charakteryzują się złożoną budową. Bardzo istotnymi elementami są akumulatory spełniające ważne zadania. Dość często problemy z takimi komponentami pojawiają się w okresie zimowych mrozów. Warto więc posiadać w swoim aucie sprawny i dobrze naładowany akumulator.
W pojazdach mechanicznych wykorzystywanych jest wiele urządzeń elektrycznych. Najwięcej stosuje się jednak w okresie zimowym. Chodzi tutaj na przykład o ogrzewane szyby i siedzenia albo światła przeciwmgłowe (ze względu na częste ograniczenie widoczności, opady i mgły). Takie intensywne użytkowanie odbiorników prądu przekłada się na znaczne zużycie akumulatora, szczególnie w przypadku jazdy na krótkich odcinkach, gdy samochodowa bateria nie ma odpowiedniej ilości czasu potrzebnej do pełnego naładowania. Przy temperaturze 0 stopni Celsjusza zmniejsza się pojemność elektryczna akumulatora o około 20%. W przypadku mrozów poniżej 20 stopni Celsjusza, wartość ta spada już o ponad połowę. Dobrze jest uzyskać więcej informacji na temat akumulatora i jego budowy, a także działania, aby nie ulec zaskoczeniu w przypadku wystąpienia pewnych problemów i zjawisk w sezonie zimowym.
Akumulator i alternator samochodowy
Jeśli chodzi o samochodowe źródła prądu to akumulator samochodowy nie jest jedyną opcją, ponieważ oprócz niego wykorzystywany jest również alternator. Oba te źródła charakteryzuje zasada naprzemiennego działania. Jeśli jedno z nich dostarcza energię elektryczną to drugie znajduje się w stanie spoczynku. Alternator wykorzystuje ruch obrotowy silnika i paska klinowego do zasilania odbiorników prądu przy włączonym silniku. Akumulator jest z kolei odwracalnym elektrochemicznym źródłem energii. Służy on więc do gromadzenia energii, która jest pobierana np. przez rozrusznik podczas uruchamiania silnika oraz przez inne odbiorniki elektryczne, gdy silnik jest wyłączony. Za każdy ze stanów działania akumulatora odpowiada inna reakcja chemiczna.
Czym jest akumulator samochodowy?
Biorąc pod uwagę aspekty konstrukcyjne, akumulator to nic innego jak zestaw ogniw, które są ze sobą elektrycznie połączone oraz zamknięte w oddzielnych przegrodach znajdujących się wewnątrz obudowy. Na skrajnych ogniwach umieszczane są końcówki biegunów. Posiadają one kształt ściętych stożków o tej samej wysokości i zwykle różnej średnicy. Jedna końcówka posiada znak dodatni (symbol +), podczas gdy druga jest oznaczona symbolem ujemnym (-). To dzięki nim możliwe jest połączenie akumulatora z obwodem elektrycznym pojazdu mechanicznego. Przewody łączące są wyposażone w klemy, czyli specjalne końcówki nakładane i zaciskane na biegunach akumulatora.
Akumulator zapewnia prąd obwodowi elektrycznemu samochodu przy wyłączonym silniku lub jeśli jego obroty są za niskie, aby umożliwić wydajne działanie alternatora. Podczas uruchamiania silnika to właśnie akumulator dostarcza prąd potrzebny do zasilenia rozrusznika. Akumulator zasila też radio i inne urządzenia elektryczne przy wyłączonym silniku. Po uruchomieniu silnika alternator odpowiada za dostarczanie prądu oraz dodatkowo za ładowanie akumulatora.
akumulator służy do zasilania urządzeń przy wyłączonym silniku
Jeśli chodzi o budowę akumulatora to konstrukcja takiego urządzenia obejmuje kilka podstawowych elementów. Zostały one przedstawione poniżej:
- ogniwo – mamy tu do czynienia z grupą połączonych ze sobą dodatnich albo ujemnych płyt, które są oddzielone separatorami. Zarówno dodatnie, jak i ujemne płyty grupuje się w osobne ogniwa. Każde jest w stanie tworzyć napięcie 2,13 V. W przypadku najpopularniejszych akumulatorów samochodowych mamy do czynienia z napięciem na poziomie 12 V. Aby akumulator mógł dostarczać taki prąd, należy połączyć szeregowo stosowną ilość ogniw. Przykładowo połączenie trzech ogniw zapewnia napięcie 6 V, ale przy 6 ogniwach akumulator osiąga napięcie na poziomie około 12 V,
- obudowa akumulatora – jest to specjalny blok przeznaczony do osłony zestawów płyt. Obudowę najczęściej wykonuje się z ebonitu, polipropylenu lub innego materiału odpornego na działanie kwasów,
- kratka – jest to element spełniający taką samą funkcję w przypadku płyt dodatnich oraz ujemnych – kratka stanowi konstrukcyjny szkielet i dodatkowo służy jako przewodnik energii elektrycznej. W celu maksymalnego wykorzystania energii i obniżenia masy urządzenia, nowoczesne akumulatory są wyposażone w bardzo cienkie kratki,
- separator – ten istotny element zapobiega stykaniu się ze sobą płyt dodatnich i ujemnych. Gdyby nie takie zabezpieczenie mogłoby dojść do groźnego zwarcia. Separatory charakteryzują się porowatą powierzchnią zapewniającą przepływ prądu przy jak najmniejszym oporze,
płyty dodatnie i ujemne – płyta dodatnia po naładowaniu przybiera kolor brązowy, natomiast naładowana płyta ujemna staje się szara,
- elektrolit – płyty ujemne, a także dodatnie są zanurzone w roztworze kwasu siarkowego, który jest znany jako elektrolit. To on aktywuje materiał czynny płyty i przewodzi prąd pomiędzy płytami.
Ponadto we współczesnych konstrukcjach akumulatorów samochodowych wykorzystywane są tak zwane pirotechniczne klemy. Oznacza to, że oprócz tradycyjnej klemy podłączonej do końcówki bieguna ze znakiem dodatnim, istnieje jeszcze dodatni przewód pirotechniczny, którego funkcjonowanie zależy od modułu układu odpowiedzialnego za działanie napinaczy pasów i poduszek powietrznych. Gdy dojdzie do zdarzenia, w przypadku którego uruchomione zostały napinacze pasów albo poduszki powietrzne, klema pirotechniczna rozłącza obwód elektryczny samochodu. Robi to poprzez odstrzelenie łącznika, do którego została podłączona.
Należy również pamiętać o tym między innymi podczas zakupu pojazdu używanego. Oczywiście naprawa jest w tym przypadku dość łatwa, ale mimo to sprzedawcy podchodzą dość leniwie do sprawy i próbują tylko oszukać komputer pokładowy. Nie podłączają więc klemy pirotechnicznej tylko montują na końcu przewodu opornik, który przy odpowiednim poziomie oporności przekazuje komputerowi informację o tym, że klema działa prawidłowo. W takim przypadku trzeba tylko skasować błąd wystrzelenia poduszek (pojawia się też gdy łącznik zostanie odstrzelony przez klemę pirotechniczną), aby spowodować zgaśnięcie kontrolki sygnalizującej ten problem na desce rozdzielczej.
Oczywiście akumulatory mogą różnić się pomiędzy sobą pod względem budowy. Wiele zależy od producenta, ale zwykle te różnice są niewielkie. To od nich zależy ogólna jakość, trwałość i warunki eksploatacji akumulatora.
Jak wygląda montaż akumulatora samochodowego?
Bardzo istotną sprawą przed montażem akumulatora jest dokładne oczyszczenie klem oraz podstawy mocowania tego urządzenia z wykorzystaniem ciepłej wody. Proces montażu powinien być nakierowany na trwałe i stałe mocowanie akumulatora, aby w czasie ruchu lub ewentualnej stłuczki, nie powodował niebezpieczeństwa. Podłączając akumulator w pierwszej kolejności należy połączyć przewód dodatni, a następnie ujemny (czyli masę). Pozwoli to uniknąć zwarcia w czasie korzystania narzędzi.
Należy również zachować dużą ostrożność podczas dokręcania śrub zaciskających klemy na biegunach. Nieostrożne wykonywanie takiej czynności prowadzi do uszkodzenia, a nawet całkowitego wyrwania tych elementów. Po skutecznym zamontowaniu akumulatora i klem na jego biegunach, wspomniane klemy należy posmarować specjalnym smarem albo czystą wazeliną bezkwasową. W niektórych pojazdach w czasie wymiany, należy zagwarantować alternatywne źródło zasilania na czas wymiany. Czasami zbyt długie odłączenie od prądu może doprowadzić do zmian w elektronice, które mogą utrudnić ponowne włączenie jednostki napędowej.
Prawidłowa konserwacja i właściwe ładowanie akumulatora
W standardowych warunkach użytkowania samochodu to alternator odpowiada za ładowanie akumulatora. Czasami jednak, na przykład przy silnych mrozach lub podczas krótkich przejazdów, ładowanie może być zbyt krótkie, aby akumulator był pełny. W takim przypadku konieczne jest podłączenie akumulatora do prostownika. Oczywiście akumulator musi być zawsze ładowany prądem stałym, którego napięcie jest wyższe niż w przypadku napięcia akumulatora. Po skutecznym naładowaniu urządzenia, należy sprawdzić poziom elektrolitu. Musi on przykrywać górne powierzchnie płyt około 5-10 mm nad nimi. Poziom osiąga optymalne wyrównanie w odpowiedniej temperaturze (najczęściej jest to 25 stopni Celsjusza) i przy całkowitym naładowaniu.
Absolutnie zabronione jest dolewanie elektrolitu do akumulatora, który został rozładowany. Można go uzupełniać poprzez dolanie wody destylowanej albo oczyszczonej chemicznie. Nie wolno natomiast stosować substancji chemicznych czy też różnego typu kwasów. Kompletnie i prawidłowo naładowany akumulator posiada elektrolit o gęstości od 1,270 do 1,280 kg/l. W ciągu godziny trzeba dokonać trzech odczytów, przy czym pierwszy powinien zostać przeprowadzony po upływie około 30 minut od naładowania.