Teemad:
- üld-
- Werking
- Aku ehitus
- Pluss- ja miinusplaadid
- Akuelemendid
- Laadimine/mahalaadimine
- mahtuvuse
- Külmkäivitusvool
- Ühendage aku klemmid lahti
- Käivitage hüppajakaablitega
Üldine:
Aku ülesanne on varustada tarbijaid energiaga ajal, mil generaator annab vähe või üldse mitte energiat, näiteks mootori käivitamisel. Aku on puhver, mis salvestab energiat. Generaatori poolt antav energia salvestatakse akusse ja see tuleb vajaduse korral uuesti vabastada. Kuna elektrienergiat on raske salvestada, muundatakse generaatori poolt tarnitud elektrienergia keemiliseks energiaks. Kui aku peab tarbijaid elektrienergiaga varustama, muundatakse keemiline energia tagasi elektrienergiaks.
Kui auto aku on heas korras, kuid mõnetunnise paigalseismise järel jälle tühi, võib probleem olla. salatarbija.
Toimimine:
Aku sisaldab mitut õhukest pliiplaati väävelhappega mahutis. Plii ühineb väävliga. Seejärel toimub keemiline reaktsioon. Plii muudetakse pliisulfaadiks (PbSO4).
Lahjendatud väävelhape on väävelhappe ja demineraliseeritud (puhastatud) vee segu. Lahjendatud väävelhapet nimetatakse sageli elektrolüüdiks. Kui juhtplaadid on laadimisseadmega ühendatud, muutuvad juhtplaadid. Miinusega ühendatud plaat vabastab väävli elektrolüüti. Pliisulfaat muudetakse poorseks pliiks. Plussiga ühendatud plaat neelab elektrolüüdist hapnikku ja vabastab väävli elektrolüüti. See plaat sisaldab pärast laadimist pliidiotsiidi (PbO2). Ülaltoodud protsess loob pinge erinevuse pluss- ja miinusplaatide vahel.
Kui eelnimetatud viisil laetud juhtplaatidega on ühendatud tarbija, siis hakkab voolama vool. Plussplaadilt saadud pliidoksiid muundatakse tagasi pliisulfaadiks. Negatiivse plaadi poorne plii muundatakse samuti pliisulfaadiks. Akude laadimisel ja tühjendamisel toimub muutus positiivsetes ja negatiivsetes plaatides (keemiline efekt). Elektrolüüt muutub ka laadimise ja tühjendamise ajal. Kui aku on tühjenenud, koosnevad positiivsed ja negatiivsed plaadid pliisulfaadist. Pliisulfaadi moodustamiseks kasutatud väävel on elektrolüüdist ekstraheeritud. Tühjenenud aku elektrolüüdil on seetõttu madal väävlisisaldus. Laetud akuga on pliisulfaat plaatidelt üle viidud elektrolüüti. Elektrolüüdil on siis kõrge väävlisisaldus. Kuna väävliosakesed on elektrolüüdi raskemad osakesed, suureneb elektrolüüdi erimass aku laetuse taseme tõustes. Täislaetud aku elektrolüüdil on sarnane mass 1280 kg/m3. kui aku on täielikult tühjenenud, on elektrolüüdi erimass 1140 kg/m3. Võrdluseks: vee erimass on 1000 kg/m3.
Aku ehitus:
Patareid koosnevad mitmest elemendist, millest igaüks sisaldab mitmeid positiivseid ja negatiivseid plaate. Iga elemendi pinge on umbes 2 V. 12 V akul on 6 järjestikku ühendatud elementi. Pluss- ja miinusplaadid on üksteisest eraldatud eraldajatega.
Pluss- ja miinusplaadid:
Positiivsed plaadid on ühendatud positiivse poolusega, negatiivsed plaadid negatiivse poolusega. Ühendusvigade vältimiseks on mõlemad poolused märgistatud ja positiivne poolus on alati suurema läbimõõduga kui negatiivne poolus. Pluss- ja miinusplaadid on omavahel ühendatud sillatükiga. Plaadid koosnevad pliistruktuuride võrgustikust. Võred täidetakse pastaga (pliipulbri, väävelhappe ja erinevate rakenduste segu). Separaatorid on valmistatud plastikust ja tselluloosist. Akus energia muundamise käigus tekib positiivsel plaadil rohkem soojust kui miinusplaadil. Plussplaadi kõverdumise vältimiseks asetatakse plussplaat alati kahe miinusplaadi vahele.
Akuelemendid:
Kõik aku elemendid on täidetud nn elektrolüüdiga, destilleeritud vee ja väävelhappe seguga. Destilleeritud (nimetatakse ka demineraliseeritud) vesi on vesi, millest on eemaldatud saasteained nagu lubi ja klooriühendid. Vanematel akudel on elementides täiteavad. Nende avade kaudu saab uuesti täita demineraliseeritud vett. Täiteava saab sulgeda täitekorgiga. Uuemate akude puhul pole täitmine enam võimalik. Need on hooldusvabad akud, kus veekulu on nii väike, et uuesti täitmine pole vajalik.
Laadimine/mahalaadimine:
Aku laetuse taset saab mõõta happemõõturiga. Hea akulaadija vähendab automaatselt voolu, kui laadimispinge ületab 2,35 V elemendi kohta (st 14 V aku puhul umbes 12 V). Selle väärtuse ületamisel lagunevad veemolekulid hapnikuks ja vesinikuks, tekitades gaasilise vesiniku. Kui seda gaasi tekib palju, moodustub see plahvatusohtliku segu (hapniku).
- Tavaline laadimine:
Tavalise laadimise ajal taastatakse aku võimsus 100%. Laadimisvoolu suurus on 5 kuni 10% võimsusest. 40 Ah mahutavusega akut laetakse tavalaadimise ajal laadimisvooluga 2 kuni 4 A. - Kiirlaadimine: kiiresti täielikult tühjenenud akusid saab kiirlaadimise abil uuesti osaliselt laadida. Laadimisvool on 30 kuni 50% aku mahutavusest. 40Ah mahutavusega aku puhul on laadimisvool 12 kuni 20 A. Kiirlaadimist nii tihti ei kasutata. Paljusid kiirlaadijaid saab kasutada ka starterina ja tavalise laadijana.
- Nõrklaadimine: Kui akut ei kasutata pikemat aega, tekib isetühjenemise tõttu pingekadu. Ühendades pidevalt akuga triiklaadijat, hoitakse akut alati täis. Laadimisvool on ligikaudu 0,1% aku mahutavusest. Seejärel laaditakse 40 Ah võimsusega akut vooluga 0,04 A. On akulaadijaid, mis lülituvad tavalaadimise lõppedes automaatselt tilklaadimisele.
- Puhverlaadimine: puhverlaadimise korral on nii tarbijad kui ka laadimisseade ühendatud akuga. Laadija annab sellise voolu, et aku jääb praktiliselt täis. Aku varustab kasutajaid tippvooluga. Puhverlaadimine toimub siis, kui generaator laeb akut ja varustab samal ajal kasutajaid vooluga. Generaatoril on pingeregulaator, mis on 14,4 V paigalduse jaoks seatud 12 V peale. Pärast käivitamist on generaator mõnda aega kiirlaadimisel. Laadimisvool langeb sõidu ajal järsult. Kui aku on täielikult laetud, muutub laadimisvool nii väikeseks, et laadija hoiab ainult akut laetuna.
Kui auto on garaažis, on hea, kui aku on triiklaadija küljes. Aku eluiga on siis lühem kui akul, mis sageli tühjeneb ja dünamo poolt kiiresti laetakse. Aku tühjeneb, kui tarbija jääb mootori väljalülitamisel sisse (nt valgustus). Kui aku on sügavalt tühjenenud (aku on täiesti tühi), saab aku seest kahjustada. See lühendab oluliselt eluiga.
Mahutavus:
Aku mahutavus on maksimaalne elektrienergia hulk, mida aku võib sisaldada. Võimsus on väljendatud Ah (amper-tunnis) Võimsus määratakse katsetulemuste põhjal. Näide: aku mahutavus on 60 Ah. See aku suudab toita 20A voolu 3 tundi. (60Ah : 20h = 3A). Klemmide pinge ei lange alla 1,75 V elemendi kohta.
Külmkäivitusvool:
Üldiselt võib eeldada, et külmkäivitusvoolu suurus on 4–5 korda suurem aku mahutavusest. Külmkäivitusvool annab teavet kiiruse kohta, millega aku suudab elektrienergiat tarnida. Autodes kasutatavate käivitusakude puhul on külmkäivitusvool veelgi olulisem kui mahutavus. Külmkäivitusvool väheneb järsult, kui temperatuur langeb. Seda seetõttu, et keemilised reaktsioonid kulgevad madalamal temperatuuril palju aeglasemalt. Külmkäivitusvoolu mõõtmise tingimused määratakse eelnevalt kindlaks.
Vastavalt DIN-standarditele: külmkäivitusvool on maksimaalne vool, mida aku suudab teatud aja jooksul piisava pingega varustada temperatuuril 255 K (-18 kraadi):
- Pärast 30 sek. Külmkäivitusvooluga tühjendatuna peaks klemmi pinge siiski olema vähemalt 1,5 V elemendi kohta.
- Pärast 150 sek. Külmkäivitusvooluga tühjendamisel peab klemmipinge olema siiski vähemalt 1 V elemendi kohta.
Aku klemmide lahtiühendamine:
Teatud tööde ajal (nt turvapadjad, starter, generaator) tuleb aku lahti ühendada. Vastasel juhul võib tekkida lühis või turvapadi kogemata rakenduda. Sellistel juhtudel piisab negatiivse pooluse lahtivõtmisest. Positiivne klemm võib siis jääda aku külge. Ärge kunagi eemaldage ainult positiivset klemmi! Kui see puudutab kere (mis toimib maandusena ja on seetõttu ühendatud negatiivse poolusega), tekib lühis. Aku eemaldamisel tuleb alati kõigepealt eemaldada negatiivne poolus ja seejärel positiivne poolus.
Akut ei tohi kunagi lahti ühendada, kui mootor töötab. Tänapäeva mootorid on täielikult elektrooniliselt juhitavad. Generaatorist tulevate tippvoolude tõttu võivad elektroonikat tõsiselt kahjustada.
Varem sai (mitteelektrooniliselt juhitava) diiselmootori niimoodi lahti ühendada, sest kütusepump oli mehaanilise jõuajam ja pihustid avanesid teatud sissepritserõhul. Mehaaniline töö võimaldas mootoril pärast käivitamist jätkata töötamist ilma akuta.
Käivitamine hüppajakaablitega:
Kui aku on tühi, tuleb akut enne mootori uuesti käivitamist laadida. Seda on võimalik paigaldada aku teisele autole hüppaja kaablite abil. Oluline on kasutada korralikke (jämedaid) jumperkaableid. Õhukesed kaablid tekitavad suurel voolul palju takistust ja muutuvad seetõttu väga kuumaks. On võimalus, et raskemat/suuremat mootorit ei saa liiga kergete kaablitega käivitada.
Ühenduse järjekord on oluline; Ärge kunagi ühendage pluss- (punane) ja miinus (must) kaablit korraga 1 aku külge, sest siis võib kiiresti tekkida lühis, kuna kaabli teisel poolel olevad kontaktid puutuvad kokku. Seetõttu järgige järgmist järjekorda:
- Ühendage miinuskaabel ühe autoga ja miinuskaabli teine pool teise autoga.
- Seejärel ühendage positiivne kaabel ühe autoga ja seejärel teisega. Pole vahet, kas kõigepealt ühendatakse plusskaabel ja seejärel miinuskaabel või vastupidi.
Nüüd on mõlemad akud üksteisega paralleelsed. Kui patareid on paralleelselt, jääb pinge 12v. Seega pole nii, et aku kogupinge on nüüd 24 volti. See oleks nii, kui akud oleksid järjestikku ühendatud, mis juhtub näiteks elektri-/hübriidsõidukitega. Lisateavet jada- ja paralleellülituste kohta (kasutades näitena takisteid) leiate lehelt vool, pingetakistus.
Nüüd, kui akukaablid on ühendatud, laeb 'laadiva' auto generaator tühja akut. Parim on jätta see minutiks, vastasel juhul ei pruugi mootor käivituda. Eriti kui tegemist on raske diiselmootoriga. Minuti (või kauem) pärast saab tühja akuga autot käivitada.
Samuti on olulised toimingud, mida tehakse hüppaja kaablite lahtivõtmisel; Kuna teisele autole käivitusabi pakkuv auto kannab endiselt palju laadimisvoolu läbi hüppaja juhtmete tühjale akule, ei ole hea hüppaja juhtmeid ühe hooga eemaldada. Laadimisel on laadimisvool/pinge väga kõrge, aga juhtme lahti ühendamisel ei saa vool kuhugi minna, välja arvatud sinu enda auto elektroonikasse. Siis tekib voolutipp, mis võib sattuda ka juhtplokkidesse. Seda probleemi saab ennetada, kui lülitada laadimisautos (st tühja akut laadivas autos) sisse kõik rasketarbijad. Mõelge vajadusel tagaklaasi soojendusele, valgustusele. istmesoojendus jm. Hüppamiskaabli lahtivõtmisel saab tippvoolu jaotada nendes komponentides, mis niigi palju võimsust nõuavad. Seejärel säästetakse juhtseadmeid. Ka hüppaja kaablite demonteerimine toimub samas järjekorras nagu nende ühendamine; esmalt mõlema auto positiivne või negatiivne kaabel ja seejärel teine. Ärge kunagi eemaldage mõlemat akust korraga.
Tühja akut on kõige parem laadida akulaadijaga, sest dünamo laeb seda maksimaalse laadimisvooluga. Akulaadija reguleerib laadimisvoolu vastavalt aku seisukorrale. Kui aku on sügavalt tühjenenud (st kui aku pinge on langenud alla 6 volti), saab see sisemiselt kahjustada. See lühendab oluliselt eluiga.
Seotud leht:
