Autoaku, tuntud kui aku, vastutab auto käivitus-, valgustus- ja süütesüsteemide eest. Tavaliselt on autoakud pliiakud, mis koosnevad galvaanilistest elementidest, mis tagavad 12-voldise süsteemi. Kõik elemendid loovad täielikult laetuna 2,1 volti. Elektrolüüdi tihedus on happe vesilahuse kontrollitav omadus, mis tagab akude normaalse töö.
Pliiaku koostis
Pliiaku elektrolüüt on väävelhappe ja destilleeritud vee lahus. Puhta väävelhappe erikaal on umbes 1,84 g/cm3 ja seda puhast hapet lahjendatakse destilleeritud veega, kuni lahuse erikaal on 1,2–1,23 g/cm 3.
Kuigi mõnel juhul on aku elektrolüüdi tihedus soovitatav sõltuv alt aku tüübist, hooajalistest ja kliimatingimustest. Täielikult laetud aku erikaal vastav alt Venemaa tööstusstandardile on suvel 1,25–1,27 g / cm3 ja karmidel talvedel - 1,27-1, 29 g/cm3.
Elektrolüüdi erikaal
Aku üks peamisi parameetreid on elektrolüüdi erikaal. See on lahuse (väävelhappe) massi ja võrdse ruumala vee massi suhe teatud temperatuuril. Tavaliselt mõõdetakse hüdromeetriga. Elektrolüüdi tihedust kasutatakse elemendi või aku laetuse oleku indikaatorina, kuid see ei suuda iseloomustada aku mahtuvust. Mahalaadimise ajal väheneb erikaal lineaarselt.
Seda arvestades on vaja selgitada lubatud tiheduse suurust. Elektrolüüdi sisaldus akus ei tohiks ületada 1,44 g/cm3. Tihedus võib olla vahemikus 1,07 kuni 1,3 g/cm3. Segu temperatuur on siis umbes +15 C.
Suurenenud tihedusega elektrolüüti puhtal kujul iseloomustab selle indikaatori üsna kõrge väärtus. Selle tihedus on 1,6 g/cm3.
Laetustase
Täielikult laetud püsiseisundis ja tühjenemisel annab elektrolüüdi erikaalu mõõtmine ligikaudse ülevaate elemendi laengu olekust. Erikaal=avatud vooluahela pinge – 0,845.
Näide: 2,13 V – 0,845=1,285 g/cm3.
Erikaal väheneb, kui aku tühjeneb puhta vee tasemeni, ja suureneb laadimise ajal. Aku loetakse täielikult laetuks, kui elektrolüüdi tihedus akus saavutab maksimaalse võimaliku väärtuse. Konkreetnekaal sõltub temperatuurist ja elektrolüüdi hulgast rakus. Kui elektrolüüt on madala märgi lähedal, on erikaal nimiväärtusest suurem, see langeb ja elemendile lisatakse vett, et viia elektrolüüt nõutavale tasemele.
Elektrolüüdi maht paisub temperatuuri tõustes ja tõmbub kokku, kui temperatuur langeb, mis mõjutab tihedust või erikaalu. Kui elektrolüüdi maht paisub, näit väheneb ja vastupidi, erikaal suureneb madalamatel temperatuuridel.
Enne akus oleva elektrolüüdi tiheduse tõstmist peate tegema mõõtmised ja arvutused. Aku erikaal määratakse rakenduse järgi, milles seda kasutatakse, võttes arvesse töötemperatuuri ja aku kasutusiga.
| % väävelhapet | % vett | Eriraskus (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 |
Keemiline reaktsioon akudes
Niipea, kui aku klemmidega on ühendatud koormus, hakkab läbi koormuse voolama tühjendusvool ja aku hakkab tühjenema. Tühjendusprotsessi ajal elektrolüüdi lahuse happesus väheneb ja põhjustab sulfaadisademete moodustumist nii positiivsetel kui ka negatiivsetel plaatidel. Selles tühjendusprotsessis suureneb vee hulk elektrolüüdi lahuses, mis vähendab selle erikaalu.
Akuelemente saab tühjendada kuni määratud miinimumpinge ja erikaaluni. Täielikult laetud pliiaku pinge ja erikaal on vastav alt 2,2 V ja 1,250 g/cm3 ning seda elementi saab tavaliselt tühjendada seni, kuni vastavad väärtused ei saavuta 1,8 V ja 1,1 g/cm3.
Elektrolüüdi koostis
Elektrolüüt sisaldab väävelhappe ja destilleeritud vee segu. Andmed ei ole mõõtmisel täpsed, kui juht on just vett lisanud. Peate veidi ootama, et värske vesi jõuaks olemasoleva lahusega seguneda. Enne elektrolüüdi tiheduse tõstmist peate meeles pidama: mida suurem on väävelhappe kontsentratsioon, seda tihedamaks elektrolüüt muutub. Mida suurem on tihedus, seda kõrgem on laetuse tase.
Elektrolüüdilahuse jaoks on destilleeritud vesi parim valik. See vähendab võimalikkusaasteained lahuses. Mõned saasteained võivad reageerida elektrolüütide ioonidega. Näiteks kui segate lahuse NaCl sooladega, tekib sade, mis muudab lahuse kvaliteeti.
Temperatuuri mõju mahtuvusele
Mis on elektrolüüdi tihedus – see oleneb akude sisetemperatuurist. Konkreetsete akude kasutusjuhendis on täpsustatud, millist parandust tuleks rakendada. Näiteks Surrette/Rollsi juhendis temperatuurivahemikus -17,8 kuni -54,4oC alla 21oC, lahutage 0,04 iga 6 kohta. kraadi.
Paljudel inverteritel või laadimiskontrolleritel on aku temperatuuriandur, mis kinnitub aku külge. Tavaliselt on neil LCD-ekraan. Vajalikku teavet annab ka infrapuna termomeetri suunamine.
Tihedusmõõtur
Elektrolüüdi tiheduse hüdromeetrit kasutatakse elektrolüüdi lahuse erikaalu mõõtmiseks igas rakus. Happeaku on täielikult laetud erikaaluga 1,255 g/cm3 temperatuuril 26oC. Erikaal on vedeliku mõõt, mida võrreldakse alusega. See on vesi, mille baasarv on 1000 g/cm3.
Väävelhappe kontsentratsioon vees uues akus on 1,280 g/cm3, mis tähendab, et elektrolüüt kaalub 1,280 g/cm3 korda sama koguse vee massist. Täielikult laetud akut testitakse kuni1,280 g/cm3, tühjendamise ajal arvestatakse alates 1,100 g/cm3.
Hüdromeetri katseprotseduur
Hydromeetri näidutemperatuur tuleks reguleerida temperatuurile 27oC, eriti mis puudutab elektrolüütide tihedust talvel. Kvaliteetsetel hüdromeetritel on sisemine termomeeter, mis mõõdab elektrolüüdi temperatuuri ja sisaldab ujukite näitude korrigeerimiseks konversiooniskaalat. Oluline on mõista, et temperatuur erineb oluliselt keskkonnast, kui sõidukiga sõidetakse. Mõõtmisjärjekord:
- Valage elektrolüüt mitu korda kummist pirniga hüdromeetrisse, et termomeeter saaks reguleerida elektrolüüdi temperatuuri ja võtta näidud.
- Uurige elektrolüüdi värvi. Pruun või hall värvimuutus viitab probleemile akuga ja on märk sellest, et aku eluiga hakkab lõppema.
- Suunatage minimaalne kogus elektrolüüti hüdromeetrisse nii, et ujuk hõljuks vab alt, ilma et see puutuks kokku mõõtesilindri üla- või alaosaga.
- Hoidke hüdromeetrit püsti silmade kõrgusel ja pöörake tähelepanu näidule, kus elektrolüüt ühtib ujuki skaalaga.
- Lisage või lahutage 0,004 ühikut lugemiseks iga 6oC, kui elektrolüüdi temperatuur on üle 27oC.
- Reguleerige näitu, näiteks kui erikaal on 1,250 g/cm3 ja elektrolüüdi temperatuur on32oC, väärtus 1,250 g/cm3 annab korrigeeritud väärtuseks 1,254 g/cm3. Samamoodi, kui temperatuur oli 21oC, lahutage 1,246 g/cm3. Neli punkti (0,004) 1,250 g/cm3.
- Enne elektrolüüdi tiheduse kontrollimist testige iga lahtrit ja märkige näit, mis on korrigeeritud väärtusele 27oC.
Laengu mõõtmise näited
Näide 1:
- Hüdromeeter näitab 1,333 g/cm3.
- Temperatuur on 17 kraadi, soovitatav on 10 kraadi allapoole.
- Lahutage 0,007 väärtusest 1,333 g/cm3.
- Tulemus on 1,263 g/cm3, seega on laetuse tase umbes 100 protsenti.
Näide 2:
- Tiheduse andmed – 1,178g/cm3.
- Elektrolüüdi temperatuur on 43 kraadi C, mis on 16 kraadi normaalsest kõrgem.
- Lisage 0,016 kuni 1,178 g/cm3.
- Tulemus on 1,194 g/cm3, 50 protsenti laetud.
| TASU OLEK | KONKREETSNE KAAL g/cm3 |
| 100% | 1, 265 |
| 75% | 1, 225 |
| 50% | 1, 190 |
| 25% | 1, 155 |
| 0% | 1, 120 |
Elektrolüütide tiheduse tabel
Järgmine temperatuuri korrigeerimise tabelon üks võimalus seletada elektrolüütide tiheduse väärtuste järske muutusi erinevatel temperatuuridel.
Selle tabeli kasutamiseks peate teadma elektrolüüdi temperatuuri. Kui mõõtmine ei ole mingil põhjusel võimalik, on parem kasutada ümbritseva õhu temperatuuri.
Elektrolüüdi tiheduse tabel on näidatud allpool. Need andmed põhinevad temperatuuril:
| % | 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 |
Nagu sellest tabelist näete, on elektrolüütide tihedus akus talvel palju suurem kui soojal aastaajal.
Aku hooldus
Need akud sisaldavad väävelhapet. Nende käsitsemisel tuleb alati kasutada kaitseprille ja kummikindaid.
Kui elemendid on ülekoormatud, muutuvad pliisulfaadi füüsikalised omadused järk-järgult ja need hävivad, mis häirib laadimisprotsessi. Seetõttu väheneb elektrolüüdi tihedus keemilise reaktsiooni aeglase kiiruse tõttu.
Väävelhappe kvaliteet peab olema kõrge. Vastasel juhul võib aku kiiresti töövõimetuks muutuda. Madal elektrolüüdi tase aitab kuivatada seadme sisemisi plaate, muutes aku taastamise võimatuks.
Sulfaaditud patareid saab kergesti ära tunda, vaadates plaatide muutunud värvi. Sulfaaditud plaadi värvus muutub heledamaks ja selle pind muutub kollaseks. Sellised rakud näitavad võimsuse vähenemist. Kui sulfoneerumine toimub pikka aega, pöördumatuprotsessid.
Selle olukorra vältimiseks on soovitatav laadida pliiakusid pikka aega madala laadimisvoolukiirusega.
Akuelementide klemmiplokkide kahjustamise võimalus on alati suur. Korrosioon mõjutab peamiselt elementide vahelisi poltühendusi. Seda saab hõlpsasti vältida, tagades, et iga polt on suletud õhukese spetsiaalse määrdekihiga.
Aku laadimisel on suur happepritsmete ja gaaside tekkimise võimalus. Need võivad saastada akut ümbritsevat atmosfääri. Seetõttu on akupesa läheduses vajalik hea ventilatsioon.
Need gaasid on plahvatusohtlikud, seetõttu ei tohiks lahtised leegid sattuda pliiakude laadimisruumi.
Aku plahvatuse vältimiseks, mis võib põhjustada tõsiseid vigastusi või surma, ärge sisestage akusse metalltermomeetrit. Peate kasutama sisseehitatud termomeetriga hüdromeetrit, mis on mõeldud patareide testimiseks.
Toiteallika eluiga
Aku jõudlus halveneb aja jooksul, olenemata sellest, kas seda kasutatakse või mitte, see halveneb ka sagedaste laadimis- ja tühjenemistsüklite korral. Eluiga on aeg, mille jooksul passiivset akut saab hoida, enne kui see muutub kasutuskõlbmatuks. Üldiselt arvatakse, et see on umbes 80% selle algsest mahust.
Aku kasutusaega oluliselt mõjutavad mitmed tegurid:
- Tsükliline elu. Aegaku tööiga määratakse peamiselt aku kasutustsüklite järgi. Tavaliselt 300–700 tsüklit tavakasutuses.
- Tühjenemise sügavuse (DOD) efekt. Suuremast jõudlusest loobumine toob kaasa lühema elutsükli.
- Temperatuuriefekt. See on aku jõudluse, säilivusaja, laadimise ja pinge juhtimise peamine tegur. Kõrgematel temperatuuridel toimub akus rohkem keemilist aktiivsust kui madalamatel temperatuuridel. Enamiku akude puhul on soovitatav temperatuurivahemik -17 kuni 35oC.
- Pinge ja laadimiskiirus. Kõik pliiakud vabastavad laadimise ajal negatiivselt plaadilt vesinikku ja positiivselt plaadilt hapnikku. Aku suudab salvestada ainult teatud koguse elektrit. Reeglina laetakse aku 90% peale 60% ajast. Ja 10% järelejäänud akust on laetud umbes 40% kogu ajast.
Hea aku tööiga on 500–1200 tsüklit. Tegelik vananemisprotsess viib mahtuvuse järkjärgulise vähenemiseni. Kui element saab teatud eluea, ei lakka see ootamatult töötamast, see protsess pikeneb aja jooksul, seda tuleb jälgida, et aku vahetamiseks õigeaegselt valmistuda.
