Otázka je zpracována ve formě „koncept“.

 

uvod

 

 

Otázka č. 36

 

Popište postup při ošetřování akumulátoru a faktory ovlivňující jeho životnost

 

 

 

Akumulátor je poměrně nebezpečná část vozidla. Jeho nesprávným užíváním může dojít k explozi, následně ke zranění s trvalými následky, dále ke škodám na majetku a škodám na životním prostředí. Abychom úkony ošetřování a manipulace prováděli bezchybně, je důležité pochopit účel a princip činnosti akumulátoru (autobaterie).

 

 Účel ve zkratce

Akumulátor je zdroj elektrické energie. Je schopen akumulovat (shromáždit) určité množství energie, uchovat ji a zásobovat spotřebiče elektrickou energií v okamžiku, kdy generátor elektrické energie vozidla (alternátor nebo dynamo) nedodává, nebo nestačí dodávat elektrickou energii.

 

 Princip činnosti ve zkratce

Princip činnosti nejběžnějších akumulátorů používaných v automobilovém průmyslu spočívá ve schopnosti přeměnit elektrickou energii na energii chemickou. V tomto stavu nashromážděnou chemickou energii po určitou dobu uchovat a poté znovu přeměnit na energii elektrickou.

Při procesu nabíjení a vybíjení, který je možný opakovat, probíhá neustále elektrochemický proces. Chemická energie je nashromážděná v elektrolytu.

 

Základ každého akumulátoru tvoří článek. V článku jsou kladné a záporné elektrody.  (Obr. 1) Na katodě (kladné elektrodě) olověného akumulátoru je olovo. Na anodě (záporné elektrodě) olověného akumulátoru je oxid olovičitý. Elektrody jsou obdélníkového tvaru. Zažil se pro ně výraz olověné desky. Konstrukčně je článek vyřešen tak, že kladné a záporné elektrody jsou do sebe zasunuty střídavě. Aby se jejich plochy nedotýkaly, je vždy mezi kladnou a zápornou elektrodou izolační vrstva. (Obr. 1)

 

Elektrolyt u olověných akumulátorů tvoří koncentrovaná kyselina sírová (H2SO4) s přibližně 35% koncentrací. Hustota elektrolytu nám prozradí stav akumulátoru. Hustota elektrolytu, tedy koncentrace H2SO4 + H2O, se měří hustoměrem při teplotě 27°C. Při plně nabitém akumulátoru je 1,285 kg/dm3. Je-li hustota elektrolytu menší než 1,15 kg/dm3 je akumulátor vybitý. (Obr. 2, Obr. 3)

 

Obr. 1

 

Obr. 2

 

Obr. 3

 

 

 

Vybíjením akumulátoru, tedy při přeměně z chemické energie na energii elektrickou je elektrolyt ochuzován a koncentrace kyseliny sírové je menší. Ukážeme si to na chemické rovnici.

 

Pb + 2H2SO4 + PbO2    →    PbSO4 + 2H2O + PbSO4

olovo + kyselina sírová + oxid olovičitý   →   síran olovnatý + voda + síran olovnatý

Výsledek při vybíjení je tedy voda a síran olovnatý.  Znamená to menší hustotu elektrolytu.

 

 

 

Nabíjením akumulátoru, tedy při přeměně z elektrické energie na chemickou je elektrolyt obohacován a koncentrace kyseliny sírové je větší. Ukážeme si to na chemické rovnici.

 

PbSO4 + 2H2O + PbSO4   →    Pb + 2H2SO4 + PbO2

síran olovnatý + voda + síran olovnatý    →   olovo + kyselina sírová + oxid olovičitý  

 

 

 

 

 

 

 

Ošetřování zahrnuje tyto úkony:

 

Kontrola upevnění akumulátoru. (Obr. 4)

Elektrody (olověné desky) nedosahují až na dno obalu. V průběhu elektrochemického procesu dochází k uvolňování olověných částic z elektrod. Částice se usazují na dně a vytvoří zde vodivý „olověný kal“. Pokud je „olověný kal“ na dně a elektrody jsou podle velikosti akumulátoru umístěny 10- 20mm nad dnem obalu, nedochází zespod k propojení kladné a záporné elektrody.

Dojde-li k překlopení nebo dokonce k převrácení akumulátoru, vodivý „olověný kal“ se dostane mezi kladné a záporné elektrody. Následkem je zkrat. Zkratuje-li jeden z 6ti článků zapojených do série, přeruší se elektrický obvod.

 

Obr. 4

 

 

 

 

Kontrola množství elektrolytu.

Článek akumulátoru je konstruován tak, aby jeho napětí bylo 2V. Celý akumulátor je složen zpravidla z 6ti článků zapojených do série. Pro správnou funkci přeměny energie musí být olověné desky ponořeny v elektrolytu. Jednotlivé články nejsou propojeny jako spojené nádoby, tedy elektrolyt v každém článku může dosahovat jiné výšky hladiny. Musíme tedy kontrolovat hladinu v každém článku samostatně. Pro doplnění elektrolytu používáme destilovanou vodu. (Obr. 5)Těmto akumulátorům říkáme údržbové.

Pozor! Plusové desky nabíjením a vybíjením výrazně mění svůj objem. Na horní části desek se mohou tvořit různé elektricky vodivé nárůstky. Pokud by články nebyly ponořeny, hrozí při možném zkratu jiskření. Toto jiskření téměř vždy zapříčiní explozi.

 

Kapacitně menší akumulátory se se vyrábí také jako bezúdržbové. Technologie výroby, konstrukční řešení a použití různých kompozic na elektrodách snižuje odpařování vody. Tím je dosaženo, že se hladina elektrolytu (byť nepatrně klesá), udržuje na bezpečné úrovni. Hladina elektrolytu je schopna se udržet na takové bezpečné úrovni po celo dobu životnosti akumulátoru. Bezúdržbové akumulátory nemají otvory pro kontrolu a dolévání elektrolytu. Kontrola množství elektrolytu u nich odpadá. Na víku těchto akumulátorů najdeme indikátor stavu nabití. Lidově se zažil název „Magické oko“. (Obr. 10)

 

Obr. 5

 

 

 

 

 

Kontrola průchodnosti odvětrávacích otvorů. (Obr. 6)

Zátka každého článku má odvětrávací otvor. Jak už bylo napsáno, při nabíjení dochází k uvolňování vodíku a kyslíku. Plyny tímto otvorem volně odchází do atmosféry. Nebude-li otvor průchozí, může dojít nashromážděním plynů k explozi a roztržení obalu.

 

Obr. 6

 

 

 

 

Kontrolujeme vývody baterie. (Obr. 7)

Vývody elektrod musí být čisté (bez koroze, bez oxidace). Zoxidovaný kontakt brání protékání elektrickému proudu. Pokud se začne objevovat oxidace na vývodu nebo na svorce, odstraníme ji pomocí drátěného kartáče. Na vývody jsou na trhu speciální korunkové drátěné kartáče.

 

Obr. 7

 

 

 

 

Kontrolujeme utažení svorek. (Obr. 8)

Kabely se připevňují k vývodům kladné a záporné elektrody pomocí svorek. Svorky musí být dotaženy pomocí klíče takovou silou, aby s nimi nebylo možné volně rukou otáčet. Pokud by mezi svorkou a olověným vývodem článku byla miniaturní mezera, docházelo by k přeskakování elektrického proudu doprovázené jiskřením. Podobně jako při svařování elektrickým obloukem. Olověný vývod by opalováním zmenšil svůj vnější průměr a mosazná svorka by naopak zvětšila svůj vnitřní průměr.

 

Obr. 8

 

 

 

 

 

 

 

Konzervujeme vývody a svorky.

Abychom zabránili přístupu vzduchu a tím oxidaci vývodů a svorek, používáme konzervační prostředky. (Obr. 9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Akumulátor udržujeme suchý a čistý.

Vzhledem k tomu, že se jedná o zdroj elektrické energie, je velmi důležité jej udržovat v suchu a v čistotě. Nečistota v kombinaci s vlhkostí a mastnotou se může chovat jako vodič el. energie a akumulátor může vybíjet.

 

 

Obr. 9

 

 

 

 

Životnost můžeme ovlivnit:

 

Akumulátor nenecháme ve vybitém stavu.

Pokud je akumulátor ponechán delší dobu ve vybitém stavu, dochází na jeho elektrodách k sulfitaci. Sulfitace je povlak (síranu olovnatého), který vznikl na elektrodách při vybíjení. Krystaly síranu olovnatého (sulfát), se zúčastňují přeměn chemické energie na elektrickou energii v omezené míře. Kapacita takového akumulátoru se značně sníží.

Magické oko na akumulátoru signalizující stav nabití. (Obr. 10)

 

Obr. 10

 

 

 

 

Akumulátor nenecháme bez činnosti.

Akumulátoru prospívá časté používání. Tedy proces nabíjení a vybíjení. Pokud akumulátor dlouho nepoužíváme, na elektrodách dojde k sulfitaci. Tento jev jsme si už popisovali. Nastane-li situace, například při sezónním provozu, při časově delších opravách atd. provedeme cyklus vybíjení a nabíjení my. Vybití akumulátoru je snadné. Postačí nechat zapnutý nějaký spotřebič (např. obrysová, nebo potkávací světla). Proces nabíjení provádíme pomocí nabíječky přibližně po dobu 10 hodin. (Obr. 11)

 

 

Obr. 11

 

 

 

 

 

Nabíjecí zdroj-nabíječka (Obr. 12)

 Nabíjíme zdrojem stejnosměrného proudu.

 Napětí nastavíme stejné jako má baterie.

 Proud nastavíme na velikost jedné desetiny kapacity baterie.

 Všechny zátky odšroubujeme, protože při nabíjení dochází k uvolňování vodíku a kyslíku.

 Při procesu dobíjení s akumulátorem nemanipulujeme a neodebíráme z něj el. energii.

 

 

 

Obr. 12

 

 

 

 

Nemanipulujeme v blízkosti akumulátoru s otevřeným ohněm. (Obr. 13)

Ucházející plyny, vodík smíchaný se vzduchem, jsou vysoce explozivní. Jakékoliv jiskření či otevřený oheň v blízkosti akumulátoru nebo v místnosti, kde se akumulátory dobíjejí, může vyvolat explozi.

 

Obr. 13

 

 

 

Nevybíjíme akumulátor vysokými proudy.

Na obalu, popřípadě na etiketě obalu je uveden údaj o maximálním možném vybíjecím proudu. Maximální vybíjecí proud je trvalý vybíjecí proud stanovený výrobcem a v žádném případě nesmí být překročen. Mohlo by dojít k nevratnému poškození akumulátoru.

 

 

 

 

 

 

Nezaměňujeme polaritu. (Obr. 14)

V současné době by k záměně polarity nemělo dojít. Vnější průměr kladného vývodu je větší než průměr záporného vývodu. Stejně tak vnitřní průměry kladné svorky je větší než vnitřní průměr záporné svorky. Zápornou svorku nejde na kladný vývod nasadit.

 

Obr. 14

 

 

 

Odpojíme akumulátor při opravách.

Při opravách elektrické instalace a při svařování elektrickým obloukem odpojíme akumulátory odpojovačem od sítě vozidla. Není-li na vozidle bateriový vypínač, odpojíme zápornou svorku od vývodu.

 

 

 

 

 

 

Na akumulátor nepokládáme cizí předměty.

Do skříně akumulátorů neodkládáme žádné cizí předměty. Mohou vyvolat zkrat, popřípadě mechanicky poškodit plášť akumulátoru.

 

 

 

Nedobíjíme akumulátor vysokými proudy.

 

 

Dobíjení akumulátoru má při jízdě na starosti alternátor (dynamo) vozidla. Musíme-li dobíjet nabíječkou, dobíjíme proudem 0,1 kapacity konkrétního akumulátoru. Kapacitu měříme v jednotkách „Ah“ ampérhodina. Údaj je uveden na etiketě na obalu. Nabíjení vysokými nabíjecími proudy snižuje životnost akumulátoru.