Budowa i schemat działania akumulatora

Dlaczego zimą mamy problemy z akumulatorami?

Najczęściej latem o akumulatorze się wiele nie mówi. Jego działanie jest niezawodne, tym bardziej, jeśli samochód pokonuje różne trasy przez cały czas i nie stoi na parkingu kilkunastu dni. Oczywiście problemy z ładowaniem mogą się pojawić w każdym momencie i nie jest powiedziane, że akurat Tobie nie przytrafią się w czerwcu czy sierpniu, ale najczęściej przypomnisz sobie o tej części dopiero zimą. Czemu?

Wszystko przez budowę akumulatora, ale także przez specyfikę korzystania z auta w tym okresie. Zimą zwykle używasz więcej urządzeń korzystających z prądu elektrycznego, a więc ogrzewasz tylną szybę, podgrzewasz fotele, włączasz większą temperaturę nawiewu, pojawia się konieczność uruchomienia świateł przeciwmgielnych, a także rzadsze korzystanie ze świateł do jazdy dziennej.

Jeśli jednocześnie pokonujesz krótkie trasy, na których Twoja bateria nie ma gdzie się naładować, to nieszczęście gotowe. Uznaje się jednak, że i konstrukcja akumulatora zmniejsza jego wydajność. Przy poziomie 0 stopni Celsjusza pojemność elektryczna urządzenia spada o ok. 20%. Poniżej 20 stopni Celsjusza już połowa miejsca jest nieaktywna. Już samo to pokazuje, że warto wiedzieć, jak jest zbudowany.

Po co w samochodzie akumulator?

Zastanawiałeś się kiedyś, po co w aucie jest akumulator. Bo okej, to, że nie odpalisz bez prądu, to wiesz. Ale czemu? Wszystko wynika ze sposobu zapłonu silnika. Potrzebuje on impulsu, który wprawi w ruch koło zamachowe i pozwoli na napędzenie się za pomocą benzyny czy oleju napędowego. A skoro tak, to niezbędna jest energia elektryczna.

Zwykle w pojazdach znajdują się dwa źródła prądu. Jednym z nich jest oczywiście omawiana tu bateria, drugim alternator. W starszych modelach ten drugi zastąpiony był przez prądnicę. Upraszczając: oba działają naprzemiennie. Gdy jedno daje energię na utrzymanie układów w aucie, drugie „odpoczywa”. W ten sposób przez cały czas elementy sterowane elektrycznie są w stanie wykonywać swoją pracę.

Budowa akumulatora wskazuje na to, że jest to tzw. odwracalne źródło prądu. Działa na zasadzie elektrochemicznej. Jest w stanie gromadzić energię elektryczną, ale także oddawać, a więc działa dwustronnie. Dzięki temu może się ładować i oddawać prąd bez przerwy, i dlatego też odpalanie silnika jest tak ważne, by móc napędzić akumulator i pozwolić mu na spokojne podładowanie się i skorzystanie z alternatora.

Jak działa akumulator samochodowy?

Konstrukcyjnie, o czym jeszcze będzie okazja powiedzieć, akumulator to zestaw ogniw, które są ze sobą połączone, odseparowane i zamknięte wewnątrz jednej obudowy. Tu kluczem są bieguny. Skrajne końcówki baterii mają tę samą wysokość, ale różną średnicę. Jedna oznaczona jest plusem, to końcówka dodatnia, druga minusem, jak nietrudno się domyślić, jest to końcówka ujemna.

Poprzez ich połączenie z obwodem w samochodzie za pomocą klem, prąd jest dostarczany do auta, gdy silnik jest wyłączony albo jego obroty są zbyt niskie, by włączał się alternator. Bateria działa zawsze w momencie rozruchu, tj. daje impuls elektryczny do napędzenia rozrusznika, który wpływa na koło zamachowe i pozwala na zapłon. Bez elektryczności mieszanka nie mogłaby się spalić w komorze silnika.

Tu schemat działania jest prosty. Budowa akumulatora sprawia, że ten wprawia w ruch rozrusznik, umożliwia spalenie mieszanki paliwa z powietrzem, udostępnia energię, by koło zamachowe poszło w ruch i maszyna ruszyła. W momencie gdy jednostka napędowa zaczyna pracować, za dostarczanie jej energii elektrycznej odpowiada alternator. I to on jednocześnie także ładuje akumulator.

Schemat budowy akumulatora

Czas na konkrety, czyli na opis budowy, zgodnie z którym współczesne „baterie samochodowe” (ale nie te od silników elektrycznych) pracują. Wyróżnimy kilka elementów, które składają się na to urządzenie.

• Obudowa. Zaczynamy od początku, a więc to, co widać, to obudowa zewnętrzna. Jest to blok służący od zasłonięcia zestawów płytowych. Co ważne musi być wykonany z materiałów kwasoodpornych, najczęściej z propylenu albo ebonitu.

• Ogniwo. W budowie akumulatora najważniejsze są połączone ze sobą płyty dodatnie i oddzielone od siebie płyny ujemne. Taki zestaw nazywa się właśnie ogniwem. Plusy i minusy zgromadzone są w osobne ogniwa i wytwarzają napięcie 2,3 V. Najczęściej wykorzystywane akumulatory mają napięcie o wartości 12 V. Ogniwa muszą być połączone ze sobą szeregowo.

• Kratka. Znajduje się zarówno w płytach dodatnich, jak i ujemnych. To szkielet konstrukcyjny i przewodnik prądu elektrycznego. To właśnie kratki cały czas są unowocześniane, by współczesne baterie były lekkie, wygodne i mniej awaryjne, a także bardziej wydajne.

• Separator. Dzięki niemu płyty wewnątrz obudowy się nie stykają, a więc nie dochodzi do pomieszania plusów z minusami. Zapobiega zwarciom. Ma porowatą powierzchnię, dzięki czemu prąd przepływa przez niego z najmniejszym oporem.

• Płyty. Najważniejszy element budowy akumulatora. Dodatnie mają barwę brązową, ujemne szarą. Przewodzą i magazynują prąd. Bez ich odpowiedniej współpracy akumulator nie może prawidłowo działać.

• Elektrolit. Na koniec roztwór kwasu siatkowego, w którym zanurzone są wszystkie płyty. Dzięki niemu można aktywować materiał czynny, przez prąd przepływa przez poszczególne elementy.

To najważniejsze części tego urządzenia, ale niejedyne. Dziś bardzo często stawia się na modernizację akumulatorów, by były jak najlepsze. Na przykład dodatkiem może być tzw. pirotechniczna klema. To plusowy przewód, który zwykle odpowiedzialny jest za działanie poduszek powietrznych oraz napinaczy pasów. W ten sposób w momencie kolizji osoby znajdujące się w pojeździe są lepiej chronione.