Aiheet:
- Yleinen
- toiminta
- Akun rakenne
- Plus- ja miinuslevyt
- Akkukennot
- Lataa ei lataa
- Kapasitanssi
- Kylmäkäynnistysvirta
- Irrota akun navat
- Käynnistä jumpperikaapelit
yleinen:
Akun tehtävänä on toimittaa energiaa kuluttajille silloin, kun laturi antaa vähän tai ei ollenkaan energiaa, esimerkiksi moottoria käynnistettäessä. Akku on puskuri, joka varastoi energiaa. Vaihtovirtageneraattorin tuottama energia varastoituu akkuun ja se on vapautettava uudelleen tarvittaessa. Koska sähköenergiaa on vaikea varastoida, vaihtovirtageneraattorin tuottama sähköenergia muunnetaan kemialliseksi energiaksi. Jos akun on sitten toimitettava sähköenergiaa kuluttajille, kemiallinen energia muunnetaan takaisin sähköenergiaksi.
Jos auton akku on hyvässä kunnossa, mutta on taas tyhjä muutaman tunnin pysähdyksen jälkeen, voi olla ongelma. salainen kuluttaja.
Operaatio:
Akku sisältää useita ohuita lyijylevyjä säiliössä, jossa on rikkihappoa. Lyijy yhdistyy rikin kanssa. Sitten tapahtuu kemiallinen reaktio. Lyijy muuttuu lyijysulfaatiksi (PbSO4).
Laimea rikkihappo on rikkihapon ja demineralisoidun (puhdistetun) veden seos. Laimeaa rikkihappoa kutsutaan usein elektrolyytiksi. Kun lyijylevyt liitetään latauslaitteeseen, lyijylevyt muuttuvat. Miinuskohtaan kytketty levy vapauttaa rikkiä elektrolyyttiin. Lyijysulfaatti muuttuu huokoiseksi lyijyksi. Plussaan liitetty levy imee happea elektrolyytistä ja vapauttaa rikkiä elektrolyyttiin. Tämä levy sisältää lyijydioksidia (PbO2) latauksen jälkeen. Yllä oleva prosessi luo jännite-eron plus- ja miinuslevyjen välille.
Jos kuluttaja kytketään edellä mainitulla tavalla ladattuihin lyijylevyihin, tulee virtaa. Pluslevystä tuleva lyijydioksidi muuttuu takaisin lyijysulfaatiksi. Myös negatiivisen levyn huokoinen lyijy muuttuu lyijysulfaatiksi. Akkuja ladattaessa ja purettaessa tapahtuu muutos positiivisessa ja negatiivisessa levyssä (kemiallinen vaikutus). Myös elektrolyytti muuttuu latauksen ja purkamisen aikana. Kun akku on tyhjä, plus- ja miinuslevyt koostuvat lyijysulfaatista. Lyijysulfaatin muodostamiseen käytetty rikki on uutettu elektrolyytistä. Tyhjentyneen akun elektrolyytissä on siksi alhainen rikkipitoisuus. Ladatulla akulla lyijysulfaatti levyistä on siirtynyt elektrolyyttiin. Elektrolyytissä on tällöin korkea rikkipitoisuus. Koska rikkihiukkaset ovat elektrolyytin raskaampia hiukkasia, elektrolyytin ominaismassa kasvaa akun varaustilan kasvaessa. Täyteen ladatun akun elektrolyytin massa on samanlainen 1280 kg/m3. kun akku on täysin tyhjä, elektrolyytin ominaismassa on 1140 kg/m3. Vertailun vuoksi: veden ominaismassa on 1000 kg/m3.
Akun rakenne:
Paristot koostuvat useista kennoista, joista jokainen sisältää useita positiivisia ja negatiivisia levyjä. Jokaisen kennon jännite on noin 2 V. 12 V akussa on 6 sarjaan kytkettyä kennoa. Plus- ja miinuslevyt on erotettu toisistaan erottimilla.
Plus- ja miinuslevyt:
Positiiviset levyt on kytketty positiiviseen napaan, negatiiviset levyt negatiiviseen napaan. Kytkentävirheiden välttämiseksi molemmat navat on merkitty ja positiivisen navan halkaisija on aina suurempi kuin negatiivisen navan. Plus- ja miinuslevyt on yhdistetty toisiinsa siltakappaleella. Levyt koostuvat lyijyrakenteiden ristikosta. Ristikot täytetään tahnalla (lyijyjauheen, rikkihapon ja eri sovellusten seos). Erottimet on valmistettu muovista ja selluloosasta. Akun energian muuntamisen aikana positiiviselle levylle kehittyy enemmän lämpöä kuin negatiiviselle levylle. Pluslevyn vääntymisen estämiseksi pluslevy sijoitetaan aina kahden miinuslevyn väliin.
Akkukennot:
Kaikki akun kennot on täytetty ns. elektrolyytillä, tislatun veden ja rikkihapon seoksella. Tislattu (kutsutaan myös demineralisoiduksi) vesi on vettä, josta on poistettu epäpuhtaudet, kuten kalkki ja klooriyhdisteet. Vanhemmissa akuissa kennoissa on täyttöaukot. Demineralisoitua vettä voidaan täyttää näiden aukkojen kautta. Täyttöaukko voidaan sulkea täyttökorkilla. Uudemmilla paristoilla täyttö ei ole enää mahdollista. Ne ovat huoltovapaita akkuja, joissa veden kulutus on niin alhainen, ettei täyttöä tarvita.
Lataa ei lataa:
Akun varaustila voidaan mitata happomittarilla. Hyvä akkulaturi vähentää automaattisesti virtaa, jos latausjännite ylittää 2,35 V kennoa kohden (eli noin 14 V 12 V akulla). Jos tämä arvo ylittyy, vesimolekyylit hajoavat hapeksi ja vedyksi, jolloin muodostuu vetykaasua. Jos tätä kaasua syntyy paljon, se muodostaa räjähtävän seoksen (hapen).
- Normaali lataus:
Normaalin latauksen aikana akun kapasiteetti palautuu 100 %:iin. Latausvirran koko on 5-10 % kapasiteetista. Akku, jonka kapasiteetti on 40 Ah, ladataan normaalilatauksen aikana 2-4 A latausvirralla. - Pikalataus: Nopeasti täysin tyhjentyneet akut voidaan ladata osittain uudelleen pikalatauksella. Latausvirta on 30-50 % akun kapasiteetista. 40 Ah:n akulla latausvirta on 12-20 A. Pikalatausta ei käytetä kovin usein. Monia pikalatureita voidaan käyttää myös käynnistyskäynnistimenä ja tavallisena laturina.
- Virtalataus: Jos akkua ei käytetä pidempään aikaan, tapahtuu jännitehäviö itsepurkauksen vuoksi. Yhdistämällä akkuun jatkuvasti nollalaturin, akku pysyy aina täynnä. Latausvirta on noin 0,1 % akun kapasiteetista. Kapasiteetin 40 Ah akku ladataan sitten 0,04 A:n virralla. On akkulaturit, jotka siirtyvät automaattisesti pisaralataukseen normaalin latauksen lopussa.
- Puskurilataus: Puskurilatauksella sekä kuluttajat että latauslaite on kytketty akkuun. Laturi syöttää niin paljon virtaa, että akku pysyy käytännössä täynnä. Akku tuottaa huippuvirran käyttäjille. Puskurilataus tapahtuu, kun laturi lataa akkua ja syöttää samalla virtaa käyttäjille. Laturissa on jännitteensäädin, joka on asetettu 14,4 V:iin 12 voltin asennuksessa. Käynnistyksen jälkeen laturi latautuu pikalatauksella jonkin aikaa. Latausvirta laskee jyrkästi ajon aikana. Kun akku on ladattu täyteen, latausvirta tulee niin pieneksi, että laturi pitää vain akun ladattuna.
Jos auto on autotallissa, on hyvä pitää akku pistorasiassa. Akun käyttöikä on tällöin lyhyempi kuin akulla, joka on usein tyhjentynyt pitkään ja jonka dynamo lataa nopeasti uudelleen. Akku tyhjenee, jos kuluttaja jää päälle, kun moottori sammutetaan (kuten valaistus). Jos akku on syvästi tyhjä (akku on täysin tyhjä), akku vaurioituu sisältä. Tämä lyhentää käyttöikää huomattavasti.
Kapasiteetti:
Akun kapasiteetti on suurin sähköenergian määrä, jonka akku voi sisältää. Kapasiteetti ilmaistaan Ah:na (ampeeritunti) Kapasiteetti määritetään testitulosten perusteella. Esimerkki: Akun kapasiteetti on 60 Ah. Tämä akku pystyy syöttämään 20A virran 3 tunnin ajan. (60 Ah : 20 h = 3 A). Liitäntäjännite ei putoa alle 1,75 V per kenno.
Kylmäkäynnistysvirta:
Yleisesti voidaan olettaa, että kylmäkäynnistysvirran suuruus on 4-5 kertaa akun kapasiteetti. Kylmäkäynnistysvirta antaa tietoa nopeudesta, jolla akku pystyy syöttämään sähköä. Autoissa käytettäville käynnistysakkuille kylmäkäynnistysvirta on jopa kapasiteettia tärkeämpi. Kylmäkäynnistysvirta pienenee jyrkästi lämpötilan laskeessa. Tämä johtuu siitä, että kemialliset reaktiot etenevät paljon hitaammin alemmassa lämpötilassa. Olosuhteet, joissa kylmäkäynnistysvirta mitataan, määritellään etukäteen.
DIN-standardien mukaan: kylmäkäynnistysvirta on suurin virta, jonka akku pystyy syöttämään 255 K (-18 asteen) lämpötilassa tietyn ajan riittävällä jännitteellä:
- 30 sekunnin kuluttua. Kylmäkäynnistysvirralla purettuina napajännitteen tulee silti olla vähintään 1,5 V kennoa kohti.
- 150 sekunnin kuluttua. Purkattaessa kylmäkäynnistysvirralla liitinjännitteen tulee silti olla vähintään 1 V per kenno.
Akun napojen irrottaminen:
Akku on irrotettava tiettyjen töiden ajaksi (esim. turvatyynyt, käynnistysmoottori, laturi). Muuten voi tapahtua oikosulku tai turvatyyny voi laueta vahingossa. Näissä tapauksissa riittää negatiivisen navan purkaminen. Positiivinen napa voi tällöin jäädä akkuun. Älä koskaan poista vain positiivista napaa! Jos se koskettaa koria (joka toimii maadoituksena ja on siksi kytketty negatiiviseen napaan), tapahtuu oikosulku. Kun akku poistetaan, on aina ensin poistettava miinusnapa ja sitten positiivinen napa.
Akkua ei saa koskaan irrottaa moottorin käydessä. Nykyiset moottorit ovat täysin elektronisesti ohjattuja. Elektroniikka voi vaurioitua vakavasti laturista tulevien huippuvirtojen takia.
Aiemmin (ei-elektronisesti ohjattu) dieselmoottori voitiin irrottaa tällä tavalla, koska polttoainepumppua käytettiin mekaanisesti ja suuttimet avautuivat tietyllä ruiskutuspaineella. Mekaaninen toiminta antoi moottorin jatkaa käyntiä ilman akkua käynnistyksen jälkeen.
Käynnistys hyppykaapeleilla:
Jos akku on tyhjä, akku on ladattava ennen kuin moottori voidaan käynnistää uudelleen. Tämä on mahdollista asentaa akku toiseen autoon hyppykaapeleiden avulla. On tärkeää, että käytetään hyviä (paksuja) jumpperikaapeleita. Ohuet kaapelit synnyttävät paljon vastusta suurilla virroilla ja kuumenevat siksi hyvin. On mahdollista, että raskaampaa/suurempaa moottoria ei voida käynnistää liian kevyillä kaapeleilla.
Kytkentäjärjestys on tärkeä; Älä koskaan liitä plus (punainen) ja miinus (musta) kaapelia yhteen akkuun samanaikaisesti, sillä silloin voi nopeasti syntyä oikosulku kaapelin toisella puolella olevien koskettimien kosketuksissa toisiinsa. Noudata siis tätä järjestystä:
- Liitä miinuskaapeli yhteen autoon ja miinuskaapelin toinen puoli toiseen autoon.
- Liitä sitten positiivinen kaapeli yhteen autoon ja sitten toiseen. Ei ole väliä, liitetäänkö pluskaapeli ensin ja sitten miinuskaapeli vai päinvastoin.
Nyt molemmat akut ovat rinnakkain toistensa kanssa. Jos akut ovat rinnakkain, jännite pysyy 12v. Ei siis ole niin, että akun kokonaisjännite on nyt 24 volttia. Näin olisi, jos akut kytkettäisiin sarjaan, mikä tapahtuu esimerkiksi sähkö-/hybridiautoissa. Lisätietoja sarja- ja rinnakkaispiireistä (käyttäen vastuksia esimerkkinä), katso sivu virta, jännitevastus.
Nyt kun akkukaapelit on kytketty, 'lataavan' auton laturi lataa tyhjän akun. On parasta jättää tämä minuutiksi, muuten moottoria ei ehkä voida käynnistää. Varsinkin jos kyseessä on raskas dieselmoottori. Minuutin (tai pidemmän) kuluttua auto voidaan käynnistää tyhjällä akulla.
Myös hyppykaapeleiden purkamisen yhteydessä tehdyt toimenpiteet ovat tärkeitä; Koska toiselle autolle käynnistysapua tarjoava auto siirtää silti paljon latausvirtaa hyppykaapeleiden kautta tyhjään akkuun, ei ole hyvä irrottaa hyppykaapeleita yhdellä kertaa. Latausvirta/jännite on latauksen aikana erittäin korkea, mutta kun irrotat kaapelin, virta ei pääse minnekään, paitsi omaan auton elektroniikkaan. Silloin tulee virtahuippu, joka voi päätyä myös ohjausyksiköihin. Tämä ongelma voidaan estää kytkemällä päälle kaikki latausauton raskaat kuluttajat (eli auto, joka lataa tyhjää akkua). Ajattele tarvittaessa takalasin lämmitystä, valaistusta. istuinlämmitys jne. Hyppykaapelia purettaessa huippuvirta voidaan jakaa näihin jo paljon tehoa vaativiin komponentteihin. Ohjausyksiköt säästetään sitten. Myös hyppykaapeleiden purkaminen tehdään samassa järjestyksessä kuin ne kytketään; ensin molempien autojen plus- tai miinuskaapeli ja sitten toinen. Älä koskaan poista molempia yhdestä akusta samanaikaisesti.
Tyhjä akku kannattaa ladata akkulaturilla, sillä dynamo lataa sen suurimmalla latausvirralla. Akkulaturi säätää latausvirran akun kunnon mukaan. Kun akku on syväpurkautunut (eli akun jännite on laskenut alle 6 voltin), se vaurioituu sisäisesti. Tämä lyhentää käyttöikää huomattavasti.
Aiheeseen liittyvä sivu:
