Az akkumulátorként ismert autóakkumulátor felelős az autó indítási, világítási és gyújtási rendszeréért. Az autóakkumulátorok jellemzően ólom-savak, galvanikus cellákból állnak, amelyek 12 voltos rendszert biztosítanak. Mindegyik cella 2,1 voltot termel, amikor teljesen feltöltődik. Az elektrolitsűrűség a vizes savoldat ellenőrzött tulajdonsága, amely biztosítja az akkumulátorok normál működését.
Ólom-savas akkumulátor összetétele
Az ólom-savas akkumulátor-elektrolit kénsav és desztillált víz oldata. A tiszta kénsav fajsúlya körülbelül 1,84 g/cm3, és ezt a tiszta savat desztillált vízzel addig hígítjuk, amíg az oldat fajsúlya 1,2-1,23 g/cm 3.
Bár bizonyos esetekben az akkumulátor elektrolitjának sűrűsége javasolt az akkumulátor típusától, az évszaktól és az éghajlati viszonyoktól függően. A teljesen feltöltött akkumulátor fajsúlya az oroszországi ipari szabvány szerint 1,25-1,27 g / cm3 nyáron és kemény télen - 1,27-1, 29g/cm3.
Az elektrolit fajsúlya
Az akkumulátor egyik fő paramétere az elektrolit fajsúlya. Ez az oldat (kénsav) tömegének és azonos térfogatú víz tömegének aránya egy bizonyos hőmérsékleten. Általában hidrométerrel mérik. Az elektrolit sűrűségét a cella vagy akkumulátor töltöttségi állapotának jelzőjeként használják, de nem jellemezheti az akkumulátor kapacitását. A kirakodás során a fajsúly lineárisan csökken.
Ezt figyelembe véve tisztázni kell a megengedett sűrűség méretét. Az akkumulátor elektrolittartalma nem haladhatja meg az 1,44 g/cm3 értéket. A sűrűség 1,07-1,3 g/cm3 lehet. A keverék hőmérséklete ekkor körülbelül +15 C lesz.
A megnövekedett sűrűségű elektrolitot tiszta formájában ennek a mutatónak a meglehetősen magas értéke jellemzi. Sűrűsége 1,6 g/cm3.
Töltési szint
Teljes töltésű, állandósult állapotban és kisülés alatt, az elektrolit fajsúlyának mérése hozzávetőlegesen jelzi a cella töltöttségi állapotát. Fajsúly =nyitott áramköri feszültség - 0,845.
Példa: 2,13 V - 0,845=1,285 g/cm3.
A fajsúly csökken, ha az akkumulátort a tiszta víz szintjéhez közeli szintre merítik, és növekszik az újratöltés során. Az akkumulátor akkor tekinthető teljesen feltöltöttnek, ha az elektrolit sűrűsége az akkumulátorban eléri a lehetséges maximális értéket. Különlegesa tömeg a hőmérséklettől és a cellában lévő elektrolit mennyiségétől függ. Amikor az elektrolit az alacsony szint közelében van, a fajsúly nagyobb a névlegesnél, leesik, és vizet adnak a cellához, hogy az elektrolit a kívánt szintre emelkedjen.
Az elektrolit térfogata a hőmérséklet emelkedésével kitágul, a hőmérséklet csökkenésével pedig összehúzódik, ami befolyásolja a sűrűséget vagy a fajsúlyt. Ahogy az elektrolit térfogata növekszik, a leolvasott érték csökken, és fordítva, a fajsúly nő alacsonyabb hőmérsékleten.
Mielőtt növeli az elektrolit sűrűségét az akkumulátorban, méréseket és számításokat kell végeznie. Az akkumulátor fajsúlyát az az alkalmazás határozza meg, amelyben használni fogják, figyelembe véve az üzemi hőmérsékletet és az akkumulátor élettartamát.
| % kénsav | % víz | Fajsúly (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 |
Kémiai reakció az akkumulátorokban
Amint egy terhelést csatlakoztatnak az akkumulátor kivezetéseihez, kisülési áram kezd átfolyni a terhelésen, és az akkumulátor lemerül. A kisütési folyamat során az elektrolitoldat savassága csökken, és szulfátlerakódások kialakulásához vezet mind a pozitív, mind a negatív lemezeken. Ebben a kisülési folyamatban megnő a víz mennyisége az elektrolitoldatban, ami csökkenti annak fajsúlyát.
Az akkumulátorcellák meghatározott minimális feszültségig és fajsúlyig kisüthetők. A teljesen feltöltött ólom-savas akkumulátor feszültsége és fajsúlya 2,2 V, illetve 1,250 g/cm3, és ez a cella normál esetben lemeríthető, amíg a megfelelő értékek el nem érik az 1,8 V-ot és az 1,1-et. g/cm3.
Elektrolit-összetétel
Az elektrolit kénsav és desztillált víz keverékét tartalmazza. Az adatok nem lesznek pontosak, ha a vezető éppen vizet adott hozzá. Várnia kell egy kicsit, hogy a friss víznek legyen ideje összekeveredni a meglévő oldattal. Mielőtt növelné az elektrolit sűrűségét, emlékeznie kell: minél nagyobb a kénsav koncentrációja, annál sűrűbb lesz az elektrolit. Minél nagyobb a sűrűség, annál magasabb a töltési szint.
Elektrolit oldathoz a desztillált víz a legjobb választás. Ez minimálisra csökkenti a lehetségesszennyeződések az oldatban. Egyes szennyeződések reakcióba léphetnek az elektrolit ionokkal. Például, ha egy oldatot NaCl-sókkal kever, csapadék képződik, ami megváltoztatja az oldat minőségét.
A hőmérséklet hatása a kapacitásra
Mekkora az elektrolit sűrűsége – ez az elemek belsejében lévő hőmérséklettől függ. Az egyes akkumulátorokhoz tartozó használati útmutató meghatározza, hogy milyen korrekciót kell alkalmazni. Például a Surrette/Rolls kézikönyvben -17,8 és -54,4oC 21oC alatti hőmérséklet esetén vonjon le 0,04-et minden 6-ra. fok.
Sok inverter vagy töltésvezérlő rendelkezik akkumulátorhőmérséklet-érzékelővel, amely az akkumulátorhoz csatlakozik. Általában LCD kijelzővel rendelkeznek. Az infravörös hőmérő rámutatásával a szükséges információk is megjelennek.
Sűrűségmérő
Az elektrolitsűrűség-hidrométer az elektrolitoldat fajsúlyának mérésére szolgál az egyes cellákban. A savas akkumulátor 1,255g/cm3 fajsúlyú, 26oC-on teljesen feltöltött. A fajsúly egy folyadék mérése, amelyet egy bázishoz viszonyítanak. Ez az a víz, amelynek alapszáma 1000 g/cm3.
A kénsav koncentrációja a vízben egy új akkumulátorban 1,280 g/cm3, ami azt jelenti, hogy az elektrolit tömege 1,280 g/cm3-szorosa azonos térfogatú víz tömegének. A teljesen feltöltött akkumulátort legfeljebb1,280 g/cm3, míg lemerült állapotban 1,100 g/cm-től számítanak 3.
Hidrométer vizsgálati eljárása
A hidrométer leolvasási hőmérsékletét 27oC hőmérsékletre kell beállítani, különös tekintettel a téli elektrolitsűrűségre. A kiváló minőségű hidrométerek belső hőmérővel rendelkeznek, amely méri az elektrolit hőmérsékletét, és tartalmaz egy konverziós skálát az úszóleolvasások korrigálásához. Fontos felismerni, hogy a hőmérséklet jelentősen eltér a környezetétől, ha a járművet vezetik. Mérési sorrend:
- Többször öntse az elektrolitot a hidrométerbe egy gumiburával, hogy a hőmérő be tudja állítani az elektrolit hőmérsékletét, és leolvasni tudja.
- Tanulmányozza az elektrolit színét. A barna vagy szürke elszíneződés az akkumulátor problémáját jelzi, és annak a jele, hogy az akkumulátor élettartama végéhez közeledik.
- Irányítsa a minimális mennyiségű elektrolitot a hidrométerbe úgy, hogy az úszó szabadon lebegjen anélkül, hogy érintkezne a mérőhenger tetejével vagy aljával.
- Tartsa függőlegesen a hidrométert szemmagasságban, és ügyeljen arra, hogy az elektrolit szintje megegyezzen az úszó skálájával.
- Adjon hozzá vagy vonjon ki 0,004 egységet minden 6oC-onként, amikor az elektrolit hőmérséklete 27oC.
- Állítsa be a leolvasást, például ha a fajsúly 1,250 g/cm3 és az elektrolit hőmérséklete32oC, az 1,250 g/cm3 1,254 g/cm-es korrigált értéket ad 3. Hasonlóképpen, ha a hőmérséklet 21oC volt, vonjunk le 1,246 g/cm3. Négy pont (0,004) az 1,250 g/cm-ből3.
- Teszteljen le minden cellát, és jegyezze fel a 27oC-ra korrigált leolvasást az elektrolitsűrűség ellenőrzése előtt.
Példák a töltésmérésre
1. példa:
- Hidrométer 1,333 g/cm3.
- A hőmérséklet 17 fok, 10 fokkal az ajánlottnál alacsonyabb.
- Vonjon ki 0,007-et 1,333 g/cm-ből3.
- Az eredmény 1,263 g/cm3, tehát a töltöttségi állapot körülbelül 100 százalék.
2. példa:
- Sűrűségi adatok - 1,178g/cm3.
- Az elektrolit hőmérséklete 43 °C, ami 16 fokkal magasabb a normálnál.
- Adjon hozzá 0,016-ot 1,178 g/cm-hez3.
- Az eredmény 1,194g/cm3, 50 százalékos töltés.
| FELTÖLTÉSI ÁLLAPOT | Speciális SÚLY g/cm3 |
| 100% | 1, 265 |
| 75% | 1, 225 |
| 50% | 1, 190 |
| 25% | 1, 155 |
| 0% | 1, 120 |
Elektrolitsűrűség táblázat
A következő hőmérséklet-korrekciós táblázatez az egyik módja annak, hogy megmagyarázzuk az elektrolitsűrűség-értékek hirtelen változásait különböző hőmérsékleteken.
A táblázat használatához ismernie kell az elektrolit hőmérsékletét. Ha a mérés valamilyen okból nem lehetséges, célszerűbb a környezeti hőmérsékletet használni.
Az elektrolitsűrűség táblázat az alábbiakban látható. Ezek az adatok a hőmérsékleten alapulnak:
| % | 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 |
Amint ebből a táblázatból is látható, az akkumulátor elektrolitsűrűsége télen sokkal magasabb, mint a meleg évszakban.
Akkumulátor karbantartás
Ezek az akkumulátorok kénsavat tartalmaznak. A kezelésük során mindig védőszemüveget és gumikesztyűt kell viselni.
Ha a cellák túlterheltek, az ólom-szulfát fizikai tulajdonságai fokozatosan megváltoznak, és megsemmisülnek, ami megzavarja a töltési folyamatot. Ezért az elektrolit sűrűsége csökken a kémiai reakció lassú sebessége miatt.
A kénsav minőségének jónak kell lennie. Ellenkező esetben az akkumulátor gyorsan működésképtelenné válhat. Az alacsony elektrolitszint segít kiszárítani a készülék belső lemezeit, így lehetetlenné teszi az akkumulátor visszaállítását.
A szulfátos elemek könnyen felismerhetők a lemezek megváltozott színéről. A szulfatált lemez színe világosabbá válik, felülete sárgává válik. Az ilyen sejtek teljesítménycsökkenést mutatnak. Ha a szulfonáció hosszú ideig tart, visszafordíthatatlanfolyamatok.
E helyzet elkerülése érdekében ajánlatos az ólomakkumulátorokat hosszú ideig, alacsony töltőáram mellett tölteni.
Mindig nagy a valószínűsége, hogy az akkumulátorcellák sorkapcsai megsérülnek. A korrózió elsősorban a cellák közötti csavarkötéseket érinti. Ez könnyen elkerülhető, ha minden csavart vékony speciális zsírréteggel tömítenek.
Az akkumulátor töltése közben nagy a savpermet és a gázok kialakulásának lehetősége. Szennyezhetik az akkumulátor körüli légkört. Ezért jó szellőzésre van szükség az elemtartó közelében.
Ezek a gázok robbanásveszélyesek, ezért nyílt láng nem hatolhat be az ólomakkumulátorok töltésének helyére.
Az akkumulátor felrobbanásának elkerülése érdekében, ami súlyos sérülést vagy halált okozhat, ne helyezzen fém hőmérőt az akkumulátorba. Beépített hőmérővel ellátott hidrométert kell használnia, amelyet az elemek tesztelésére terveztek.
Tápegység élettartama
Az akkumulátor teljesítménye idővel romlik, akár használják, akár nem, de a gyakori töltési-kisütési ciklusok is romlanak. Az élettartam az az idő, ameddig egy inaktív akkumulátor tárolható, mielőtt használhatatlanná válik. Általában úgy gondolják, hogy ez az eredeti kapacitás körülbelül 80%-a.
Több tényező is jelentősen befolyásolja az akkumulátor élettartamát:
- Ciklikus élet. Időaz akkumulátor élettartamát főként az akkumulátor használati ciklusai határozzák meg. Általában 300-700 ciklus normál használat mellett.
- kisülési mélység (DOD) hatás. A nagyobb teljesítmény lemondása rövidebb életciklust eredményez.
- Hőmérséklet hatás. Ez fontos tényező az akkumulátor teljesítményében, eltarthatóságában, töltésében és feszültségszabályozásában. Magasabb hőmérsékleten nagyobb kémiai aktivitás lép fel az akkumulátorban, mint alacsonyabb hőmérsékleten. A legtöbb akkumulátor esetében az ajánlott hőmérsékleti tartomány -17 és 35°oC.
- Feszültség és újratöltési sebesség. Minden savas ólomakkumulátor töltés közben hidrogént bocsát ki a negatív lemezről és oxigént a pozitív lapról. Az akkumulátor csak bizonyos mennyiségű villamos energiát képes tárolni. Általános szabály, hogy az akkumulátor az idő 60%-ában 90%-ra töltődik. És a maradék akkumulátor 10%-a a teljes idő körülbelül 40%-ával van feltöltve.
A jó akkumulátor-élettartam 500-1200 ciklus. A tényleges öregedési folyamat a kapacitás fokozatos csökkenéséhez vezet. Amikor egy cella elér egy bizonyos élettartamot, nem áll le hirtelen, ez a folyamat idővel meghosszabbodik, figyelni kell, hogy időben felkészülhessen az elemcserére.