Akumulatora vēsture.
Pirmais, kas šajā jomā veica atklājumu, bij Alesandro Volts. Viņš ieguva galvanisko elementu, bet neatrada iespēju to uzlādēt. Cits zinātnieks, Vilhelms Einstedens, atklāja kā iegūt pastāvīgu strāvu, iegremdējot svina plates sērskābē, bet neizdarīja no tā visa secinājumus, kas palīdzētu atklājumu ieviest praksē.
Par akumulatora izgudrošanu mums jāpateicas franču zinātniekam Gastonam Plantam. 1859. gadā viņš radīja pirmo akumulatora prototipu, kuru varēja uzlādēt. Savukārt, amerikāņu zinātnieks Tomas Edisons ieinteresējās par akumulatora īpašībām uzlādēties. Viņš bij pirmais , kas sāka izmantot akumulatoru automašīnā un veicināja auto akumulatoru ražošanu. Kopš tā laika svina – skābes akumulatora uzbūve nav mainījusies. Mainījušies ir tikai materiāli, piemēram veco ebonīta korpusu ir nomainījis polipropilēns.
Mūsdienu akumulators sastāv no restotām porainām svina platēm (viena svina, otra svina dioksīda), iegremdētām elektrolītā kas ir pagatavots no destilēta ūdens un sērskābes maisijuma, kam pievienotas uzlabojošas piedevas. Mūsdienu tehnoloģijas, kas tiek izmantotas akumulatoru ražošanā uzlabo akumulatora īpašības, piemēram, pazemina koroziju, paildzina akumulatora kalpošanas ilgumu, uzlabo elektro lādiņa atdevi un saņemšanu, uzlabo ūdens zudumus un aktīvās massas sairšanu, palielina temperatūras režīmu, paaugstinot sala noturību. Papildus indikatori ļauj novērot akumulatora uzlādes stāvokli. Pats svarīgākais panākums mūsdienu akumulatoru ražošanā ir starta jaudas paaugstināšana, kas nodrošina stabilu dzinēja startēšanu jebkādās temperatūrās un ilgāku kalpošanas laiku, ko panāk pazeminot pašizlādi.
Akumulatora uzbūve.
Akumulators ir ļoti svarīgs komponents automašīnas elektrosistēmā. Tas nodrošina dzinēja startu un uztur elektroenerģiju automobilī.
Akumulators sastāv no korpusa, kas sadalīts sekcijās (tautā sauktas bankas), kurās atrodas savstarpēji savienoti bloki. 12voltu akumulatoros tādi ir seši. Katrs no šiem blokiem satur pozitīvi un negatīvi lādētus elektrodus. Starp šiem elektrodiem kas sastāv no svina restēm un ir apsmērēti ar aktīvo vielu, atrodas separatori, izgatavoti no strāvu nevadoša materiāla.
Lai akumulatoru uzlādētu, sekcijās iepilda elektrolītu (sērskābes un destilēta ūdens maisījumu), pēc tam uzlādē ar speciālu lādējamo aparātu. Uzlādes gaitā kāpj elektrolīta blīvums, kas izraisa ķīmisku reakciju, kuras rezultātā akumulatorā uzkrājas elektroenerģija.
Akumulatora darbības princips balstās uz elektroķīmiskās svina un svina dioksīda reakcijas sērskābes vidē.
Enerģija rodas oksidējoties svinam sērskābē līdz sulfātam. Elektrods no svina oksīda varētu būt grafīta ar ūdeņraža izdalīšanos. Svina oksīds nepieciešams lai novērstu ūdeņraža izdalīšanos uz elektroda. Ūdeņradis reaģē ar oksīda skābekli, veidojot ūdeni, atjaunojot oksīdu līdz metālam un papildus enerģiju oksidējoties ūdeņradim.
Izlādes laikā svina dioksīds atjaunojas uz katoda un svins oksidējas uz anoda. Uzlādes laikā notiek pretēja reakcija. Izlādes rezultātā tērējas sērskābe vienlaicīgi radot ūdeni, līdz ar ko elektrolīta blīvums krītas. Uzlādes brīdī tērējas ūdens un veidojas sērskābe, elektrolīta blīvumam ceļoties.
Kas ir starta strāva?
Starta strāva ir strāva kas nepieciešama elektromotora (startera) iegriešanai. Starta strāva var būt 3-7 reizes lielāka, kā strāva, kas tiek tērēta normālā darba ciklā iedarbinātam dzinējam. Piemērs, uzsākot braukt ar velosipēdu, ir jāpieliek lielāks spēks sākot mīt pedāļus nekā jau braucošam velosipēdam. Īpaši svarīgs šis faktors ir ziemā, kad nepieciešama lielāka enerģija automašīnas iedarbināšanai. Protams arī atkarīgs no dzinēja veida un tilpuma, jo lielāks dzinējs, jo lielāka starta strāva nepieciešama, protams, arī dīzeļa dzinējiem ir nepieciešama lielāka starta strāva nekā benzīna dzinējiem.
Akumulatora tilpums.
Akumulatora tilpums ir elektroenerģijas daudzums kuram jābūt pilnībā uzlādētā akumulatorā. Tas ir svarīgākais raksturlielums akumulatorā, jo cik būs liels tilpums, tik ilgi arī akumulators strādās bez uzlādes. Tilpumu mēra miliampērstundās, nominālais tilpums vienmēr uzrādīts uz akumulatora etiķetes.
Tomēr dzīvē ne vienmēr nominālais tilpums sakrīt ar reālo. Praksē akumulatora tilpums no nominālās vērtības svārstās no 80-110%. Ekspluatācijas gaitā akumulatora tilpums parasti mainās uz mazāko pusi, atkarībā no ekspluatācijas apstākļiem, uzlādes ierīcēm utt…
Kādēļ akumulatori mēdz sprāgt?
Svina akumulatoros, ir viena nepatīkama lieta, kas jāņem vērā ekspluatācijas laikā. Lādēšanas finiša ciklā, sākas elektrolītiska ūdens sadalīšanās, kā rezultātā izdalās ūdeņradis un skābeklis. Daļa skābekļa oksidē pozitīvi lādēto svina restīti, kas noved pie tās korozijas. Atlikušais ūdeņradis un skābeklis sāk uzkrāties zem korpusa vāka sekcijās virs elektrolīta līmeņa. Ja ventilācijas kanāli akumulatoram nav aizsērējuši, tad gāzes izplūst atmosfērā, neradot bīstamu koncentrāciju. Ja akumulatora ventilācijas caurumi ir ciet, tad gāzes uzkrājas bīstamā koncentrācijā zem akumulatora vāka, un pietiek ar mazu dzirkstelīti, lai akumulators ekspluatētu. Jo zemāks elektrolīta līmenis, jo vairāk gāzes uzkrāsies.
Kas ir elektrolīts?
Elektrolīts ir šķīdums, kurš vada elektrību disociācijas un joniem rezultātā, turklāt pats par sevi tas nevada elektrību. Par elektrolītiem var kalpot skābju un sāļu šķīdumi.
Auto elektrolīts ir sērskābes un ūdens maisījums attiecībā 40 pret 60 %. Tā blīvums ir 1,27 kg/l. To var iegādāties brīvā pārdošanā.
Kādēļ elektrolīts mēdz sasalt?
Akumulatoram izlādējoties, krītas elektrolīta blīvums, samazinoties sērskābes daudzumam un vienlaicīgi palielinoties ūdens daudzumam elektrolītā. Līdz ar to attiecīgi samazinās sasalšanas temperatūra, piemēram, ja blīvums ir 1,11, tsasalšanas temperatūra ir -7C, jeb 1,27 blīvumam sasalšanas temperatūra būs -58C.
Kas ir pārlāde un arko tā ir kaitīga?
Pārlāde ir uzlādēta akumulatora turpināšana lādēties.
Pārlādes rezultātā notiek ūdens iztvaikošana no elektrolīta. Līdz ar to samazinās elektrolīta līmenis un palielinās blīvums. Skābeklis, kas radies elektrolīzes rezultātā, caur aktīvās pastas slāni nonāk uz strāvas noņēmēja un oksidē to. Oksidējoties tas paliek trausls un viegli irstošs. Turklāt ilgstoši pārlādējot akumulatoru, rodas ūdeņradis un skābeklis, šie tvaiki ir ļoti sprādzienbīstami.
Mūsdienu lādēšanas ierīcēs šī problēma ir novērsta, jo beidzoties uzlādes ciklam, lādētājs automātiski atslēdzas.
Kas iespaido akumulatora kalpošanas ilgumu?
Akumulatora kalpošanas ilgumu iespaido ekspluatācijas intensitāte. Jo augstāka intensitāte, jo īsāku laiku akumulators kalpos. Tātad īsi pārbraucieni, bieža automašīnas startēšana un slāpēšana ievērojami saīsina akumulatora mūžu. Ļoti svarīgi ar arī kontrolēt akumulatora uzlādes stāvokli, jeb elektrolīta blīvumu. To var izdarīt arī ar parastu voltmetru, jo mūsdienu akumulatoriem nav tik vienkārši piekļūt elektrolītam. Kalpošanas ilgumu arī ietekmē automašīnas elektrosistēmas stāvoklis un ekstremāli zemas vai augstas temperatūras.
Kā noteikt akumulatora uzlādes līmeni?
Akumulatora elektrolīts sastāv no 64% destilēta ūdens un 36% sērskābes. Akumulatoram izlādējoties, ķīmiskas reakcijas rezultātā sērskābes daudzums mazinās vienlaicīgi palielinoties ūdens daudzumam, līdz ar ko elektrolīta blīvums krītas. Pie uzlādes notiek pretēja reakcija. Elektrolīta blīvums ir efektīvs līdzeklis lai noteiktu akumulatora uzlādes līmeni. Pilnīgi uzlādētam akumulatoram elektrolīta blīvums ir 1,27 grami uz kubikcentimetru. Protams uzlādes līmeni var noteikt arī ar voltmetru, pilnībā uzlādētam akumulatoram būs 12,66 volti +15C temperatūrā.
Cik ilgi akumulatoru var glabāt bez uzlādes?
Kalcija akumulatorus (Ca/Ca) no 8-12 mēnešiem, hibrīda (Ca/Sb) – no 5-8 mēnešiem, sārmu (Sb/Sb) no 3-5 mēnešiem. Uzglabātajam akumulatoram jābūt uzlādētam. Jo zemāka būs apkārtējās vides temperatūra, jo ilgāk akumulators uzglabāsies.
Kā pagarināt akumulatora mūžu?
Ekspluatācijas procesā ir jāievēro dažas lietas kas ievērojami ļaus paildzināt Jūsu akumulatora mūžu. Pēc akumulatora iegādes ir jāseko lai ekspluatācijas laikā spriegums nedrīkst nokristies zemāk kā 10,2 volti. Apkalpojamajiem akumulatoriem (ar korķiem) reizi 10-15 dienās jāpārbauda elektrolīta līmenis. Vajadzības gadījumā jāpielej destilēts ūdens.
Jāseko līdz vai klemmes nav oksidējušās, vai akumulators nav ļoti netīrs, vajadzības gadījumā notīrīt ar kalcija sodas šķīdumu.
Ja spriegums nokrītas zem 12,4 volti, akumulators jāuzlādē. Apkalpojamajiem akumulatoriem uz ziemas periodu var paaugstināt elektrolīta blīvumu par 0,02.
Uzstādot akumulatoru uz auto klemmes var apstrādāt ar tehnisko vazelīnu, lai mazinātu oksidēšanos.
Vai augsta starta strāva var kaitēt automašīnai?
Nē nevar, tādēļ, ka starta strāva ietekmē dzinēja starta stabilitāti. Lai gan dažādiem akumulatoriem ir dažāda starta strāva, spriegums tiem visiem ir 12V (ja runa iet par vairumu vieglo automobiļu akumulatoriem). Sabojāt elektrosistēmu var vienīgi pieslēdzot lielāka sprieguma akumulatoru, piemēram 24v.
Startēšana ziemas apstākļos.
Startēšana ziemas apstākļos akumulatoram ir sarežģītāka tādēļ, ka:
-starta jauda aukstam akumulatoram paliek mazāka;
-palielinās dzinēja iegriešanās ilgums;
-degvielas iesmidzināšana aukstā dzinējā pasliktinās;
-akumulatora uzlādes lielums ziemas laikā ir mazāks, līdz ar to akumulatoram ir mazāka jauda;
-dzinēja eļļa aukstā laikā sabiezē apgrūtinot motora iegriešanu.
Vai drīkst dot “piepīpēt” otram automobilim?
Drīkst, ja ir nepieciešamība. Tomēr jāievēro dažas lietas. Automašīnai – donoram, piepīpēšanas laikā jābūt izslēgtam dzinējam. Bojātās mašīnas akumulatora klemmei (vienalga kurai), jābūt noņemtai, pēc iedarbināšanas to uzliek atpakaļ.
Visu akumulatoru saraksts, ar bildēm un cenām, kuri mums ir uz vietas, atrodams šeit: https://www.autospeci.lv/products-page/akumulatori-auto
