Akumulator je spremnik energije koji pretvaranjem električne energije u hemijsku (punjenje) akumulira određeni deo električne energije. Priključkom potrošača na njegove kleme vrši se obrnuti proces odnosno pretvaranje hemijske u električnu energiju (pražnjenje akumulatora). Sastoji se od jednog ili više ćelija koji sadrže dve vrste elektroda (katodu i anodu) koje su uronjene u elektrolit.
Kod tzv. olovnih akumulatora obe elektrode se oblažu olovnim sulfatom PbSO4. Prilikom punjenja dolazi do složenih elektrohemijskih reakcija sa elektrolitom (razređena sumporna kiselina u prikladnoj koncentraciji), na negativnoj elektrodi ( anodi) olovni sulfat prelazi u olovni dioksid (PbO2) a na pozitivnoj elektrodi (katodi) stvara se čisto olovo. Istovremeno, povećava se koncentracija sumporne kiseline (H2SO4). Pri pražnjenju se odvija suprotan proces, stvarajući napon na elektrodama visine oko 2 V.
Proces punjenja i pražnjenja može se prikazati izrazom: Kapacitet akumulatora izražava se u Ah (amper-satima). U načelu, umnožak vremena pražnjenja akumulatora sa prosečnom jačinom struje pražnjenja, trebao bi biti jednak kapacitetu akumulatora. Međutim, u stvarnosti kapacitet značajno zavisi o urednosti režima pražnjenja i punjenja. Akumulator ne sme ostati bez elektrolita, olovni akumulator se ne smeju prazniti ispod 1,8 V ili dugo stajati van upotrebe bez dopunjavanja i ne sme se podvrgnuti suviše jakim strujnim udarima. Što se akumulator prazni ili puni jačom strujom, bit će amu manji kapacitet (dakle kraće će održavati dovoljan napon). Kapacitet akumulatora smanjuje se i kod niskih temperatura, zbog čega su češći problemi s akumulatorom na vozilima u zimskim mesecima.
Direktan kratki spoj na priključcima akumulatora (pogotovo na onima velikog kapaciteta ) može biti vrlo opasan, jer proizvodi pravi vatromet snažnih varnica koje mogu uzrokovati teške opekline, požar, oštećenje vida, pa čak dovesti i do eksplozivnog raspada akumulatora.
U normalnom radu akumulator postepeno gubi vodu iz elektrolita. Stoga povremeno treba proveriti nivo elektrolita, koji mora prekrivati ploče akumulatora za cca 10 mm. Pri tome po potrebi treba dodavati samo (po mogućnosti destilisanu) vodu, a ne kiselinu, jer se kiselina ne gubi isparavanjem. Gubljenje vode smanjeno je kod akumulatora koji su deklarisani kao akumulatori koji ne zahtevaju održavanje, ali nakon dužeg vremena treba i takve proveriti.
Punjenje akumulatora
Akumulator se na vozilu puni tako što alternator obezbeđuje stalan napon od 14V. To je dobar sistem, ali sa akumulatorskim punjačima se ne primjenjuje zato što bi po tom sistemu trebalo puno vremena da se akumulator potpuno napuni. Sa akumulatorskim punjačima se koriste tri ili više sistema punjenja zavisno od vrste i kvaliteta punjača:
- konstantnom strujom
- konstantnim naponom
- kombinovano
Za punjenje konstantnom strujom koristi se struja 1/10 kapaciteta u trajanju 12 sati. Treba zapaziti da punjenje traje 12 a ne 10 sati što znači da olovni akumulatori imaju 20% gubitaka prilikom punjenja. Napon poraste sa 1,8 na 2,7V po ćeliji. Ovo je najbrža metoda normalnog punjenja i ima nedostatak što se na kraju punjenja javlja intezivno kuckanje u ćelijama što je posledica elektrolize vode gde se kao produkt toga javlja smesa vodonika i kiseonika koja je jako eksplozivna. Takođe produkt isparavanja je gušći kiselinski ostatak pa iz tog razloga kada se smanji nivo elektrolita u akumulatoru (treba da je oko 10 mm iznad ploča) treba dosipati isključivo destilovanu vodu.
Kod punjenja konstantnim naponom nema jakog isparavanja, jer se puni naponom 2,4V po ćeliji, ali ima nedostataka zato što na početku punjenja, kada je akumulator prazan, povlači veliku struju što je štetno za akumulator. Punjenje je gotovo kada pri naponu od 2,4V po ćeliji struja padne na 1/100 deo kapaciteta.
Kombinovano punjenje je najbolje i koristi se kada god je to moguće. Postupak punjenja je sledeći. Prvo se započinje punjenje konstantnom strujom i to 1/5 kapaciteta i tako puni dok napon po ćeliji ne dostigne 2,4V a onda se prelazi na punjenje konstantnim naponom do kraja. Punjenje je gotovo kada pri naponu od 2,4V po ćeliji struja padne na 1/100 deo kapaciteta.
Važna napomena: akumulator se ne sme priključiti ni isključiti sa ispravljača dok je ispravljač uključen. Ovo iz razloga što prilikom spajanja krokodil štipaljki kada je ispravljač uključen dolazi do iskrenja pa može doći do eksplozije.
Nedovoljno punjenje
Nedovoljno punjenje se dešava kada akumulator ne dobije dovoljno punjenja da bi se vratio u stanje potpune napunjenosti; ovo će dovesti do spore sulfatizacije. Ova greška može da se javi kada se vozilo retko koristi za kratka putovanja ili kada se koristi za stop-start gradsku vožnju. Nedovoljno punjenje se dešava i ako je napon alternatora ispod 13,6 – 13,8 V.
Održavanje akumulatora
Kako sačuvati svoj akumulator
1) Održavajte nivo elektrolita. Ako Vaš akumulator ima čepove koji se skidaju, potrebno je otvoriti ih, i prekontrolisati nivo tečnosti u ćelijama, i po potrebi dodati čistu destilisanu vodu. NIKAKO ne dodavati novu ili korišćenu sumpornu kiselinu, samo ćete dovesti do toga da Vaš akumulator pre propadne. Da bi sprečili defekt akumulatora, potrebno je prekontrolisati, da li je nivo elektrolita približno na 10 mm iznad gornje ivice separatora, ukoliko je niži, dodati isključivo destilovanu vodu.
2) Kleme držati čiste. Vizuelno prekontrolisati kleme i kablove, barem jednom godišnje, naročito pri visokim spoljnim temperaturama, na pojavu korozije. Ako se pojavi korozija, očistiti je strugačem i čeličnom četkom. Kleme moraju biti dobro očišćene i pritegnute, smanjuje se otpor struji prilikom startovanja motora, i štedi akumulator.
3) Kućište akumulatora držati čisto. Ne dozvolite da se na kućištu akumulatora zadržava prašina, i ostaci od motornog ulja i drugih nečistoća. Potrebno je da je uvek čisto i suvo.
4) Održavajte napunjenost akumulatora. Ako Vaše vozilo ne koristite nedeljama ili mesecima, potrebno je pre ponovne upotrebe, dopuniti akumulator. Nedostatak upotrebe vozila, dovodi do samopražnjenja akumulatora, stvaranja sulfatnih naslaga, a samim tim i do propadanja akumulatora. Način i vreme punjenja zavisi od tipa Vašeg akumulatora. Zato je bitno da Vaš akumulator držite napunjen.
5) Održavajte električnu instalaciju u ispravnom stanju. Ispravno stanje svih električnih komponenti u vozilu, produžava život Vašem akumulatoru!
Kvarovi na akumulatorima
Pored spoljnih mehaničkih oštećenja (istopljeni stubići radi lošeg kontakta na klemama, koji se mogu ponovo izliti i pucanje kutije za što nema leka), postoje i unutarnji kvarovi kao što su:
1) Sulfatizacija, nastaje kada se akumulator prepražnjava. Već je rečeno da nije dopušteno pražnjenje akumulatora ispod napona 10,8 V jer dolazi do trajnog oštećenja (prevlačenje teško topivog sulfata preko ploča). Ova vrsta kvara prepoznaje se po jako smanjenom kapacitetu akumulatora. Ovaj kvar moguće je delomično otkloniti punjenjem akumulatora strujom 2% kapaciteta u trajanju 48 sati.
2) Kratak spoj, nastaje radi propusta u izradi akumulatora. Na neki način ošteti se separator i dođe do kratkog spoja između + i – ploče. Ovu vrstu kvara možemo ustanoviti merenjem gustine elektrolita. Gustina elektrolita u svim ćelijama mora biti ujednačena. Različita gustina sasvim sigurno ukazuje na kratak spoj. Različita gustina u ćelijama može se pojaviti i radi unutrašnjih pukotina na pregradama između ćelija. Pošto su ćelije na različitom naponskom nivou dolazi do pražnjenja te ćelije. Ni jedan od ova dva slučaja se ne može popraviti.
3) Prekid, ova vrsta kvara nastaje radi loše izrade u fabrici. Prilikom sastavljanja akumulatora kada se ubace ćelije u kutiju, veze između ćelija se ostvaruju elektrootpornim varenjem. Ako se ovaj postupak ne provede kvalitetno kasnije dođe do prekida na tom mestu. Prekid možemo uočiti kada instrumentom merimo neopterećen akumulator napon je dobar a kada uključimo neki potrošač napon pada gotovo na nulu. Pretpostavku da je akumulator u prekidu možemo potvrditi merenjem napona elektrolita između susednih ćelija. Prvo priključimo na akumulator potrošač, napon na polovima je znatno smanjen zatim merimo napon između susednih ćelija redom i napon mora biti oko 2V međutim između ćelija gde je došlo do prekida napon je znatno viši i obrnutog polariteta.
Zašto akumulatori stradaju prerano
U SAD-u zamena akumulatora je posao vredan 17 biliona dolara. Ukupno 75% od tih “starterskih”, “snažnih”, “pomoćnih”, “industrijskih”, “brodskih” i svih drugih akumulatora strada, zbog stvaranja okorelih sulfatnih naslaga na olovnim pločama, dok 25% akumulatora strada zbog mehaničkih oštećenja.
Prvi, i najčešći razlog stradanja akumulatora, je stvaranje nenormalnih količinama okorelih sulfatnih naslaga na olovnim pločama. Sumporna kiselina ne može da uđe u pore olovnih ploča, i akumulator počinje da odumire. Proces sulfatizacije je normalna pojava u olovnim akumulatorima, pa prilikom faze pražnjenja neki kristali ostaju na olovnim pločama, sve dok ih normalno punjenje ne vrati u elektrolit. Ostalih 25% akumulatora, strada zbog mehaničkih oštećenja (kratkog spoja, ili razdvajanja spoja između ploča, itd…).
Pod sulfatizacijom ploča podrazumevamo stvaranje krupno kristalnog olovnog sulfata koji se u obliku debele kore uhvati na površini ploča. Njegovo prisustvo sprečava da se pravilno odvijaju hemijski procesi u samom akumulatoru. Posledica je smanjenje kapaciteta, a ako je sulfatizacja više proširena akumulator je više neupotrebljiv.
Uzroci sulfatizacije su:
– pražnjenje akumulatora ispod dozvoljene granice napona tj. ispod 1.83 V, pa se tako prazan ostavi da stoji duže vreme,
– duboko pražnjenje,
– nepropisno punjenje i pražnjenje naročito u pogledu jačine struje,
-dolivanje sumpornom kiselinom umesto destilovanom vodom ili prejaka koncentracija elektrolita,
– samopražnjenje, jer olovni akumulator se sam isprazni ako duže vremena ne radi,
– pražnjenje akumulatora pod visokom temperaturom, a naročito u slučaju kratkog spoja.
Znaci sulfatizacije su:
– površina ploča dobija svetliju boju, od olovno sive prelazi u beličastu na negativnoj ploči, a pozitivna tamno smeđa prelazi u svetlo smeđu boju,
– površine ploča su hrapave, kod dodira prstom oseća se sitni pesak (kristalići sulfata),
– povuče li se nožem po površini negativne ploče ne ostaje svetao metalni trag,
– unutrašnji otpor akumulatora se poveća tako da pri punjenju takvog akumulatora napon naraste i do 3.0 – 3.5 V (UA = EMSa +1• Ru)> a kod pražnjenja je napon ispod normalnog
– koncentracija elektrolita je smanjena, kao i kapacitet.
Otklanjanje sulfacizacije se sastoji u tome da se olovom sulfat ponovo pretvori u spužvasto olovo tj. olovni oksid i sumpornu kiselinu
Stepen ispražnjenosti akumulatora – u slučaju da je gustina u svim ćelijama približno ista (odstupanje gustine do maksimalno 0,003 g/cm3) – prema sledećoj, približnoj klasifikaciji:
- 1,240 do 1,290 g/cm3 = pun akumulator
- 1,200 do 1,240 g/cm3 = djelimično ispražnjen akumulator
- ispod 1,200 g/cm3 = prazan akumulator
sulfatizovan akumulator – u slučaju da je gustina elektrolita u svim ćelijama približno ista, ali veoma niska (<1,140 g/cm3 i manje) i da akumulator duže vreme nije bio elektro napunjen. slaba zaptivenost između ćelija – u slučaju da je gustina dve susedne ćelije, za više od 0,03 g/cm3 manja nego u drugim ćelijama (upozorenje: moguća zamena sa znacima kratkog spoja!) kratak spoj ćelije – u slučaju da je gustina ćelije ( koja je u kratkom spoju) izrazito manja od gustine elektrolita u ostalim ćelijama (za > 0,03 g/cm3)
prepunjavanje akumulatora – u slučaju kada je gustina u svim ćelijama veća od 1,300 g/cm3
Kupovina akumulatora
Pre kupovine novog akumulatora: ispitati ako je stari akumulator istrošen i ako je zamena stvarno potrebna ili pak je uzrok istrošenosti ili ispražnjenosti neki kvar na vozilu. Često se javljaju greške poput nekog prikrivenog potrošača struje na vozilu ili nedovoljnog napona punjenja alternatora. Kad ste ustanovili da je potrebna zamena akumulatora, onda na red dolazi odabir.
Kod odabira bitno je proveriti snagu akumulatora ( npr: 55 AH ). Zatim zavisno u koje vozilo se taj akumulator ugrađuje važno je obratiti pažnju na kvalitetu. Zato što je na modernim automobilima velik broj potrošača i važno je da akumulator ima i potrebnu rezervu snage.
Posebnu pažnju treba obratiti i na to u kojim se uslovima automobil koristi ( npr. ako su to kratke relacije sa čestim paljenjima, ili nekorišćenje vozila po nekoliko dana…)
Kriterijumi za odabir su:
- uslovi korišćenja vozila,
- tip vozila (prema broju potrošača),
- garantni rok (obično od 2 – 3 godine),
- cena
Nakon kupovine akumulatora dobro je pročitati garantni list, u kojem je opisan način korišćenja akumulatora, kako bi se izbjegli problemi oko reklamacije i kako biste dobili osnovne informacije o toku reklamacijskog postupka.
Prosečni vek trajanja akumulatora je oko 3 – 5 godina, ali se pravilnim odabirom i ispravnim korišćenjem može se produžiti i na 6 – 7 pa i više godina.
Provera nivoa tečnosti u akumulatoru
Elektrolit, odnosno akumulatorska tečnost je mešavina sumporne kiseline i destilisane vode. Potreban nivo elektrolita u akumulatoru je tek nešto iznad akumulatorskih ploča, koje su vidljive kroz otvore za punjenje na vrhu. Neki akumulatori su zapečaćeni i nije potrebno dopunjavanje, ali u mnogima nivo tečnosti sa vremenom opadne zbog isparavanja vode iz elektrolita.
Da bi proverili i dopunili akumulator, skinite čepove ili poklopac sa otvora za punjenje i do potrebnog nivoa dolijte destilisanu vodu. Pažnja u akumulator dodajte isključivo destilisanu vodu i ništa drugo! Neki akumulatori imaju prozirno kućište sa spoljnom oznakom potrebnog nivoa tečnosti.
Potreban je oprez prilikom rukovanja elektrolitskom tečnošću, jer je ona korozivna i može oštetiti vašu kožu i boju vozila. Ako slučajno dođete u dodir sa tečnošću obavezno isperite jakim mlazom tekuće vode.
Pre nego što stavite čepove ili poklopce na akumulator proverite jesu li ventilacijske rupice na njima čiste. Ako su kojim slučajem začepljene očistite ih čačkalicom ili komadom tanke žice.
Leti tj. kod viših spoljnih temperatura češće proveravajte nivo tečnosti u akumulatoru, jer je isparavanje jače. Ako nivo tečnosti u jednoj ćeliji pada više nego u drugima, verojatno je oštećena i možda ćete morati promeniti čitav akumulator. Ćelije su međusobno povezane pa se prilikom oštećenja jedne akumulator neće moći napuniti. Ako nenadano bude potrebno dopunjavati veću količinu tečnosti, možda se akumulator puni više nego što je potrebno. Neka Vam autoelektričar proveri spojeve za napajanje.
Provera spojeva akumulatora
Postoji više vrsta akumulatorskih konektora, ali za sve vrede ista pravila. Spojne površine konektora i klema akumulatora moraju biti čiste od prljavštine i korozije i čvrsto zategnute. Za čišćenje prljavštine upotrebite sirće, nakon toga kleme očistite brusnim papirom ili žičanom četkom sve dok metal ne postane sjajan. Lica konektora očistite brusnim papirom ili malom finom turpijom. Kleme namažite naftnim gelom i ponovno pričvrstite konektore.
Punjenje akumulatora
Česta kraća putovanja noću ili po lošem vremenu uzrokuju veću potrošnju energije iz akumulatora za napajanje farova, brisače, grejanje nego što to generator motora može nadomestiti. Akumulator će biti preslab da pokrene starter. Rani znak slabljenja je kad se kod paljenja motor jedva okreće. Proverite spojeve ako su oni ispravni, izvadite akumulator i odnesite ga na punjenje u mehaničarsku radionicu ili ga napunite sami. U ponudi možete pronaći različite vrste punjača. Kupite onaj koji ima visoki i niski nivo punjenja te ampermetar koji pokazuje nivo punjenja dok radi. Pre punjenja skinite čepove akumulatorskih ćelija ili poklopac kako bi plin nastao prilikom punjenja koji stvara elektrolitska tečnost mogao izaći van. Akumulator punite u otvorenom i prozračivanom prostoru, jer u suprotnom iskra može zapaliti plin koji isparava iz akumulatora.
Većina akumulatora ima kapacitet od 48 amper sati što znači da može dati 48 ampera na sat, 4 ampera na 12 sati itd. Stoga su za punjenje jačinom od 2 ampera potrebna 24 sata da bi se napunio potpuno prazan akumulator. U hitnom slučaju punjenje sa visokih 10 ampera, kojih 30 – 60 minuta dovoljno je da upali auto. Međutim, učestala jaka punjenja mogu oštetiti akumulator – bolje je puniti manjom jačinom više sati ili čak ostaviti preko noći.
Prema uputstvu proizvođača, postavite punjač na visoku ili nisku snagu, zavisno o potrebi. Otkopčajte žice na akumulatoru, ako je moguće, izvadite akumulator iz automobila. Spojite krokodil-štipaljke na crnoj žici punjača na negativnu (-) klemu, a crvenu žicu na pozitivnu (+ ) klemu. Priključite punjač na utičnicu i uključite ga. Neki se punjači automatski isključuju kad se akumulator sasvim napuni, što je svakako pogodnost. U suprotnom, morate proceniti prema proteklom vremenu i proverom elektrolitske tečnosti akumulatorskim hidrometrom. U oba slučaja, uvek isključite punjač iz struje pre nego što uklonite štipaljke i ponovno spojite žice akumulatora.
Kablovi za paljenje
Ukoliko Vam se istroši akumulator, prelazno rešenje može biti prespajanje akumulatora sa drugog vozila, pomoću kablova. Kablove ćete spojiti tako da pozitivnu klemu sa automobila od kojeg uzimate struju spojite sa pozitivnom kleme vašeg vozila. Isto bi trebali napraviti i sa negativnim polovima. Pre pokušaja pokretanja motora sa premoštenim kablovima, bitno je da automobil sa kojeg uzimate struju bude upaljen.
Zamena akumulatora
Da biste izvadili akumulator iz auta, prvo morate skinuti kleme i to prvo negativni, potom pozitivni pol. Kada stavite novi akumulator u ležište, vratite kleme nazad obrnutim redosledom, odnosno najprije pozitivni, pa onda negativni pol.
I za kraj ukoliko imate problema sa pokretanjem motora uvek pričekajte da se akumulator malo „odmori“, jer se u tim situacijama i najlakše isprazni.
Izvori:
auto-mane.com
inverter.eu5.org
mlfree.com/
