036-039 AKUMULATORY SOSNOWSKI.indd

36
„ napięcie akumulatora,
„ napięcie ładowania,
„ pojemność akumulatora.
Napięcie akumulatora
Rozróżnia się trzy podstawowe „typy” napięcia akumulatora: znamionowe, wyładowania
oraz ładowania.
Napięcie znamionowe jest równe sile
elektromotorycznej akumulatora, będącej różnicą potencjałów mierzoną na jego zaciskach biegunowych. Siła elektromotoryczna jednego ogniwa zależy od
stanu akumulatora, gęstości elektrolitu
oraz jego temperatury i średnio ma wartość 2 V.
Napięcie wyładowania Uw jest to różnica potencjałów zacisków biegunowych
akumulatora podczas wyładowywania go
prądem Iw:
U W = E - I W RUW
Inspect 65 firmy Midtronics
to nowoczesny tester akumulatorów wyposażony
w program diagnozujący pracę układu
elektrycznego
pojazdu
Inspect 85
jest testerem wyposażonym w procedurę
testowania baterii w samochodach ciężarowych.
Prowadzi ona użytkownika
krok po kroku i dzięki niej
mamy pewność, że test został
wykonany poprawnie
2/2008
infolinia: 0-801 80 20 20
W
e współczesnych samochodach
stosuje się różne rodzaje akumulatorów, ale najpopularniejsze są kwasowo-ołowiowe. Ze względu na sposób
przygotowania do sprzedaży rozróżnia
się akumulatory tzw. suchoładowane,
które po wlaniu elektrolitu i zamontowaniu w pojeździe są gotowe do pracy (z reguły akumulator musi być jeszcze „doładowany” przez alternator w ciągu dłuższej jazdy) oraz suche, nienaładowane,
które przed zamontowaniem w pojeździe trzeba napełnić elektrolitem i poddać specjalnemu tzw. ładowaniu uruchamiającemu.
Wszystkie rodzaje akumulatorów samochodowych charakteryzują się wieloma parametrami eksploatacyjnymi, decydującymi o efektywnym uruchamianiu
silnika, szczególnie w okresie wzmożonego zapotrzebowania na energię elektryczną. Do najważniejszych należą:
#%.425-,/')349#:.%).4%2#!233!
UL'DAÎSKA#Z–STKÐW-AZOWIECKI#ZOSNÐW
TELFAX
Około 35% usterek w pojazdach związanych jest z nieprawidłową pracą akumulatora, rozrusznika lub alternatora. Dlatego tak istotne jest, aby sprawdzać
stan naszego akumulatora i pozostałych głównych elementów układu elektrycznego pojazdu.
część I
długim ładowaniu w akumulatorze zachodzą procesy niszczące masę czynną płyt
(dodatnich bądź ujemnych) lub przekładki
międzypłytowe. Zbyt intensywne ładowanie wywołuje wzrost temperatury elektrolitu (dopuszczalna temperatura +45–50°C)
i możliwość uszkodzenia akumulatora. Nie
należy ładować akumulatora, jeżeli temperatura elektrolitu jest mniejsza od 5°C (278
K), gdyż napięcie ładowania w temperaturze poniżej +5°C silnie rośnie i ładowanie
takie nie jest efektywne.
Bardzo często w praktyce podaje się
charakterystykę ładowania akumulatora, czyli zależność napięcia ładowania
w funkcji czasu UŁ = f(t), przy stałej wartości prądu ładowania IŁ i stałej temperaturze elektrolitu. Charakterystyka ładowania jest ściśle związana z jego metodą —
jednostopniowego lub dwustopniowego.
Ładowanie dwustopniowe przeprowadza się prądem o wartości IŁ= 0,1I20 [A]
do czasu wystąpienia gazowania (napięcie ładowania UŁ zwiększa się do wartości 2,4 V/ogniwo i dla akumulatora całkowicie wyładowanego trwa to średnio 9–10
godzin. Następnie zmniejsza się prąd ładowania i kontynuuje proces, aż do wystąpienia oznak całkowitego naładowania
(średnio po 5–6 godzinach).
Ładowanie jednostopniowe przeprowadza
się prądem o wartości It = 0,1 I20 [A] aż do
wystąpienia oznak całkowitego naładowania (przeciętnie po 12–13 godzinach); łado-
www.intercars.com.pl
www.jcauto.pl
Prąd bez tajemnic
gdzie: E — siła elektromotoryczna, RW —
rezystancja wewnętrzna akumulatora.
W czasie wyładowywania siła elektromotoryczna E maleje, natomiast iloczyn IRW
rośnie, maleje więc napięcie akumulatora, przy czym nie wolno go wyładowywać
poniżej ściśle określonego napięcia końcowego wyładowania. Napięcie końcowe
Uk ściśle zależy od wartości prądu wyładowania. Najczęściej w praktyce zamiast
napięcia końcowego podaje się charakterystykę wyładowania danego akumulatora, będącego zależnością napięcia U W na
zaciskach akumulatora od czasu trwania
wyładowania U W = f(t) przy stałym prądzie wyładowania i stałej temperaturze.
Im większa wartość prądu wyładowania,
tym mniejsze jest napięcie końcowe wyładowania i maleje jego czas, przy czym
wartość napięcia końcowego zależy również od temperatury elektrolitu.
Przy wyładowywaniu prądem znamionowym In (dwudziestogodzinnym, czyli takim, który spowoduje rozładowanie
akumulatora w ciągu 20 godzin), napięcie
końcowe nie może być mniejsze niż 1,7 V/
ogniwo (czyli 5,1, 10,2 i 20,4 V dla akumulatorów 6-, 12- i 24-woltowych). Po przerwaniu wyładowywania napięcie powinno się ustalić na poziomie 1,99 V/ ogniwo
(5,9, 11,8 i 23,6 V).
Utrzymywanie ustalonego napięcia końcowego podczas wyładowywania (eksploatacji) przy zachowaniu warunku, że gęstość
elektrolitu nie będzie mniejsza niż 1,4 g/cm3
(w stanie wyładowania) i akumulator nie
będzie przechowywany przez dłuższy
okres w stanie wyładowanym, zapobiega jego zasiarczeniu, które trudno usunąć w czasie normalnego ładowania.
Napięcie ładowania UŁ akumulatora to różnica potencjałów jego zacisków, kiedy przykładamy do niego prąd ładowania.
W trakcie tego procesu siła elektromotoryczna E rośnie, iloczyn IŁRw zaś maleje (maleje rezystancja wewnętrzna Rw), więc napięcie akumulatora rośnie. Wartość maksymalna napięcia ładowania waha się w granicach
od 2,4 do 2,75 V/ogniwo i zależy od wartości prądu ładowania, rodzaju akumulatora
i jego okresu eksploatacji (im dłużej eksploatowany akumulator, tym mniejsze napięcie UŁ) oraz temperatury elektrolitu.
Podczas ładowania występuje gazowanie
(w dobrym akumulatorze — przy napięciu
2,4 V/ogniwo), którego intensywność zależy od wartości prądu ładowania.
Akumulator naładowany powinien być
odłączony od sieci ładującej (prostownika) i po pewnym czasie napięcie akumulatora powinno mieć ustaloną wartość
2,13–2,15 V/ogniwo (czyli około 6,5, 13 i 26
V dla 6-, 12- i 24-woltowych akumulatorów).
Przy intensywnym gazowaniu lub maksymalnym prądzie ładowania, bądź też zbyt
#:§i#)DOSAMOCHODÐWEUROPEJSKICHIJAPOÎSKICH
Wszystko o akumulatorach
TECHNIKA DLA MOTORYZACJI
Cała różnorodność:
Troszczymy się o bogactwo oferty dla Saaba i Volvo
rozruchowej przez liczbę wyładowań 5-sekundowych prądem o określonej wartości
z 25-sekundowymi przerwami, aż do napięcia końcowego 1 V na ogniwo. Ten rodzaj wyładowania jest najbardziej zbliżony do „rzeczywistego wyładowania” podczas rozruchu silnika, szczególnie wtedy,
gdy silnik trudno uruchomić. Im mniejsza
jest temperatura, tym zdolność rozruchowa bardziej maleje, gdyż zmniejsza się pojemność akumulatora.
Uwaga! Przy znacznych ubytkach elektrolitu trzeba go wymienić na nowy,
a jego poziom powinien być zgodny z instrukcją obsługi akumulatora.
Samowyładowanie akumulatora
Samowyładowanie polega na zmniejszaniu się pojemności nieobciążonego akumulatora (bez dołączonych odbiorników
prądu) w czasie. Na samowyładowanie
mają wpływ:
„ zanieczyszczenie elektrolitu lub masy
czynnej, np. związkami chloru, wapnia
lub metalami ciężkimi,
Rw = K/Q
Stopień naładowania akumulatora
Stopień naładowania albo stan akumulatora określa się przez gęstość elektrolitu
(w temperaturze +25°C) lub napięcie ogniwa (akumulatora) przy określonym obciążeniu prądowym, bądź przez rezystancję
wewnętrzną. Znając gęstość elektrolitu,
można z wystarczającą dla praktyki dokładnością obliczyć siłę elektromotoryczną ogniwa w temperaturze +20°C, równą
w przybliżeniu wartości napięcia jałowego:
gdzie: Rw — rezystancja wewnętrzna [Q],
K — współczynnik rezystancji wewnętrznej [Q•A•h], Q — pojemność [A•h],
przy czym współczynnik K zależy właśnie od stopnia naładowania, temperatury elektrolitu, prądu wyładowania i wykonania akumulatora. Wartość tego współczynnika jest pod koniec wyładowania
akumulatora 2,5–3 razy większa niż wtedy, gdy jest on w pełni naładowany. Zatem przez pomiar rezystancji wewnętrznej można z dużą dokładnością określić
stan naładowania akumulatora.
„
E = γ20+0,84
Wasz specjalista od części dla Saaba i Volvo
Części oryginalne,
na pierwszy montaż i rynek wtórny
38
gdzie: E — siła elektromotoryczna (w temperaturze +20°C) [V], γ — gęstość elektrolitu (w temperaturze +20°C) [g/cm3].
SportsTECH to zaawansowany tester, przygotowany specjalnie do badania baterii akumulatorowych motocykli i małych pojazdów
2/2008
Artykuł powstał we współpracy
z firmą Z.U.H. Sosnowski
Ciąg dalszy za miesiąc
infolinia: 0-801 80 20 20
Zdolność rozruchowa akumulatora
Zdolność rozruchowa akumulatora jest to
czas nieprzerwanego wyładowania w ściśle
określonej temperaturze, w pełni naładowanego akumulatora prądem rozruchowym
o określonej wartości, aż do zmniejszenia się
średniego napięcia do wartości 1 V na ogniwo. Zwykle zdolność rozruchową określa
się w minutach, a na akumulatorze powinna
być umieszczona wartość rozruchowego prądu wyładowania w temperaturze -18°C.
Spotyka się również określenie zdolności
InTECH
35P jest
testerem
stosowanym
do badania
baterii, układów
rozruchu i ładowania w samochodach osobowych
i dostawczych,
zasilanych bateriami
12 V typu PB, ŻEL
lub AGM
Rezystancja wewnętrzna
Rezystancja wewnętrzna zależy od stanu elektrycznego, w jakim akumulator
się znajduje, jego konstrukcji i temperatury elektrolitu. Podczas wyładowywania akumulatora gęstość elektrolitu
maleje, zmniejsza się siła elektromotoryczna ogniw i rezystancja wewnętrzna
wzrasta. Im większy jest stopień wyładowania i wartości prądu wyładowania,
tym większa jest rezystancja wewnętrzna akumulatora. Duży wpływ na wartość rezystancji wewnętrznej ma również temperatura elektrolitu. Ze wzrostem temperatury rezystancja maleje,
natomiast przy obniżaniu temperatury — rośnie. Ponadto rezystancja zależy
także od odległości międzypłytowych
w ogniwie, od rodzaju separatorów, łączników międzyogniwowych oraz liczby płyt
w ogniwie. Ponieważ płyty czynne ogniw
są połączone równolegle, ze wzrostem
liczby płyt – a więc ze wzrostem pojemności – maleje rezystancja wewnętrzna
ogniwa. Na ogół przyjmuje się, że rezystancja wewnętrzna akumulatora jest odwrotnie proporcjonalna do jego pojemności znamionowej.
#%.425-,/')349#:.%).4%2#!233!
UL'DAÎSKA#Z–STKÐW-AZOWIECKI#ZOSNÐW
TELFAX
jemność elektryczna zależy od wielkości
i liczby płyt w ogniwie, gęstości i temperatury elektrolitu oraz wartości prądu wyładowania. Ze wzrostem prądu wyładowania maleje pojemność akumulatora,
gdyż nie wszystkie jony zdążą przeniknąć
w głąb masy czynnej i procesy elektrochemiczne coraz bardziej mają charakter powierzchniowy.
Znamionowy prąd akumulatora In, tzn.
prąd dwudziestogodzinny, jest to prąd, który pobierany z akumulatora w ciągu dwudziestu godzin powoduje jego wyładowanie do napięcia końcowego 1,75 V/ogniwo.
Pojemność energetyczna A akumulatora jest to ilość energii elektrycznej, wyrażonej w watogodzinach (Wh), jaką można pobrać z akumulatora w ściśle określonych warunkach wyładowania aż do
napięcia końcowego Uk.
„ wyładowania przez zanieczyszczenia
na powierzchni pokrywy,
„ uszkodzenia separacji międzypłytowej.
www.intercars.com.pl
www.jcauto.pl
Pojemność akumulatora
Rozróżnia się dwa rodzaje pojemności
akumulatora: elektryczną i energetyczną.
Pojemność elektryczna Q akumulatora jest to ilość ładunku elektrycznego wyrażonego w amperogodzinach (A•h), który można pobrać z akumulatora w ściśle
określonych warunkach wyładowania,
tzn. przy wyładowywaniu prądem znamionowym aż do napięcia końcowego
1,75 V/ogniwo i przy temperaturze elektrolitu +25°C (298 K) oraz początkowej gęstości elektrolitu 1,28 g/cm3.
Zwykle podaje się pojemność dwudziestogodzinną Q20, która nosi nazwę pojemności znamionowej akumulatora. Jego po-
Micro Classic to uniwersalny tester baterii akumulatorowych o rozszerzonych funkcjach pomiarowych z kompensacją temperatury, przeznaczony
do każdego warsztatu
Gęstość elektrolitu wystarczająco dokładnie określa stopień naładowania
akumulatora (oczywiście, gdy podczas
eksploatacji jest dolewana do elektrolitu tylko woda destylowana), ale nie daje podstaw do oceny stanu płyt i separatorów. Umożliwia to między innymi pomiar napięcia ogniw przy określonym
prądzie wyładowania. Prawidłowo naładowany akumulator powinien wykazywać gęstość γ = 1,28 g/cm 3. Zbyt duża gęstość elektrolitu jest szkodliwa
z uwagi na zwiększenie intensywności
samowyładowania, natomiast zbyt mała
– zmniejsza pojemność akumulatora.
30/3/"°7NAWYPOSAœENIE4WOJEGOWARSZTATU
wanie to jest krótsze, ale mniej korzystne niż
w przypadku metody dwustopniowej.
Uwaga! Powyższe metody nie odnoszą się
do pierwszego ładowania, tzw. uruchamiającego, które ma decydujący wpływ
na właściwości elektryczne i trwałość
eksploatacyjną akumulatora. Ponadto
są to metody ładowania akumulatora ze
stacjonarnego źródła prądu stałego (np.
przy wykorzystaniu prostownika), natomiast przy doładowywaniu akumulatora przez prądnicę samochodową wartość
napięcia i prądu ładowania zależy od napięcia regulatora i obciążenia akumulatora oraz prądnicy przez odbiorniki prądu
w instalacji samochodowej.
Czasami podaje się charakterystyki ładowania ze źródła o stałym napięciu —
w miarę procesu ładowania rośnie napięcie
ładowania UŁ, natomiast maleje prąd ładowania IŁ, ale proces ten trwa bardzo długo
i nie jest zbyt korzystny dla akumulatora.
Bezpośrednio po zakończeniu ładowania i odłączeniu urządzenia ładującego od
zacisków akumulatora napięcie akumulatora maleje do wartości 2,2 V/ogniwo.
Wszystko o akumulatorach
TECHNIKA DLA MOTORYZACJI