Jak wiadomo konstrukcja samochodu wymaga stosowania podczas rozruchu silnika źródła energii elektrycznej, którym jest akumulator.

W samochodach obecnie najczęściej stosowane są akumulatory wykorzystujące baterie ogniw z elektrolitem kwasowym (akumulatory ołowiowe). Konstrukcja takiego ogniwa oparta jest na dwóch elektrodach zanurzonych w wodnym roztworze kwasu siarkowego. Elektrodą dodatnią jest dwutlenek ołowiu, a ujemną ołów. W ofercie rynkowej jest szeroka gama produktów opartych na tej konstrukcji. Wśród nich jest wiele odmian różniących się między sobą szczegółami technicznymi.
Wyróżnić można kilka podstawowych odmian akumulatorów samochodowych:
- akumulatory z płytą o zawartości antymonu (Sb) około 5-6%,
- akumulatory z płytą o niskiej zawartości antymonu (Sb) około 2,5%,
- akumulatory z płytą o zawartości wapnia (Ca),
- akumulatory hybrydowe z dodatnią płytą niskoantymonową (Sb) około 1,5% i ujemną płytą wapniową około 0,1%,
- akumulatory rekombinacyjne z płytami ołowiowo-wapniowymi z elektrolitem związanym żelem,
- akumulatory rekombinacyjne z płytami ołowiowo-wapniowymi z elektrolitem związanym włókniną.
Istnieją różne kryteria doboru akumulatora do konkretnego pojazdu: ze względu na parametry, na gabaryty i sposób mocowania oraz ze względu na końcówki biegunowe i polaryzację. Zdecydowanie najważniejszym kryterium przy doborze właściwego akumulatora powinny być jego parametry techniczne, czyli pojemność. I tak: dla silników z zapłonem iskrowym o pojemności do 1400 cm3 akumulatory powinny mieć pojemność w zakresie od 44 do 55 Ah, dla silników z zapłonem iskrowym o pojemności w przedziale od 1400 cm3 do 2000 cm3 pojemność powinna wynosić od 55 do 62 Ah, dla silników z zapłonem iskrowym o pojemności powyżej 2000 cm3 powyżej 62 Ah. Dla silników z zapłonem samoczynnym pojemność akumulatora powinna zawierać w przedziale od 72 do 100 Ah.

Następnym kryterium doboru akumulatora do konkretnego pojazdu są gabaryty akumulatora i jego sposób mocowania. Jeśli chodzi o gabaryty ewentualny wpływ mają szerokość i wysokość akumulatora. Zdecydowana większość pojazdów ma przystosowane miejsce na akumulatory o szerokości 17,5 cm. Od tej reguły odbiegają jedynie samochody japońskie, w których szerokość wynosi od 12,5 do 17 cm. Wysokość akumulatora w większości aut europejskich wynosić powinna 19 cm (z wyjątkiem VW i Forda, gdzie przewidziano wysokość 17,5 cm). Tak jak w przypadku szerokości akumulatora, również i w przypadku wysokości odbiegają od standardów samochody japońskie, w których wysokość przekracza 19 cm. Istotnym parametrem doboru jest również sposób mocowania akumulatora. Dla większości marek europejskich stosuje się niski próg, wynoszący 9 mm (od tej reguły odbiega VW z progiem wysokim 19 mm oraz Ford z górnym mocowaniem). Także samochody japońskie w większości posiadają mocowanie górne akumulatora.
Ostatnim kryterium doboru akumulatora są stosowane końcówki biegunowe. Większość samochodów europejskich ma typowe okrągłe końcówki biegunowe z plusem na prawym biegunie, samochody amerykańskie również typowe okrągłe końcówki z plusem na lewym biegunie, samochody azjatyckie okrągłe końcówki biegunowe, lecz cienkie w większości z plusem na prawym biegunie, ale zdarzają się również z plusem na lewym. Bardzo nietypowe końcówki biegunowe stosuje Ford. Są one płaskie z plusem na prawym biegunie.
W trakcie eksploatacji, przy poborze prądu, czyli rozładowywaniu akumulatora, elektrody reagują z kwasem elektrolitu pokrywając się siarczanem ołowiu kosztem kwasu siarkowego w elektrolicie. Gęstość i stężenie elektrolitu maleje. Sytuacja jest odwrotna podczas ładowania akumulatora. Niestety nie ma możliwości nieograniczonej eksploatacji akumulatora, pomimo że oba stany charakteryzuje odwracalność procesów. Akumulator traci z upływem czasu swoje właściwości jako źródło zasilania. Spowodowane jest to pokryciem na stałe elektrod szczelną warstwą siarczanu ołowiu, uniemożliwiając tym samym ich kontakt z elektrolitem. Pojemność akumulatora zależna jest przede wszystkim od konstrukcji, a zwłaszcza od powierzchni elektrod oraz stopnia ich zużycia, od poziomu i temperatury elektrolitu oraz natężenia pobieranego prądu. W praktyce przyjmuje się żywotność akumulatora na 5 do 8 tysięcy uruchomień, czyli przy przeciętnej eksploatacji daje to okres około czterech lat. Jest to jednak możliwe tylko w przypadku jego prawidłowej eksploatacji.
Akumulator może działać nieprawidłowo w związku z niesprawnością wynikającą z:
- z jego wady fabrycznej,
- z jego wyeksploatowania,
- z jego wadliwej eksploatacji.
Wada fabryczna może być spowodowana przerwą lub zwarciem wewnętrznym. Objawy charakteryzujące się występowaniem napięcia przy otwartym obwodzie na zaciskach akumulatora przy jednoczesnym braku napięcia w czasie próby rozruchowej (przy dużym prądzie) świadczą o przerwie w połączeniach wewnętrznych akumulatora. Natomiast obniżone napięcie na zaciskach i znacznie ograniczony i niestabilny prąd rozruchowy to efekt zwarcia wewnętrznego akumulatora.
Wyeksploatowanie akumulatora charakteryzuje się znacznie gorszymi od nominalnych parametrami (pojemnością i prądem rozruchu). Jest to spowodowane naturalnym procesem wypadania mas czynnych z płyt ogniowych w trakcie eksploatacji.
Niestety, najczęściej przyczyną niesprawności akumulatora samochodowego jest jego zła eksploatacja. Na znaczne skrócenie żywotności akumulatora podczas jego użytkowania wpływają:
- obciążenie akumulatora zbyt dużymi prądami,
- eksploatowanie akumulatora przy niskim poziomie naładowania,
- przeładowanie akumulatora.
Obciążenie akumulatora zbyt dużym prądem występuje:
- przy uruchamianiu nie w pełni sprawnego silnika (zbyt długi czas rozruchu),
- przy uruchamiania silnika z wadliwą instalacją elektryczną, a zwłaszcza rozrusznikiem,
- przy niewłaściwym doborze akumulatora do pojazdu (zbyt słabym).
Niekorzystne dla akumulatora jest jego eksploatowanie przy niskim stopniu naładowania. Ma to miejsce przy niewydolnej instalacji ładowania w samochodzie (braku dostatecznego ładowania akumulatora przez prądnicę lub alternator). W celu oceny wydajności instalacji ładowania należy dokonać pomiaru napięcia i prądu ładowania na zaciskach akumulatora. Napięcie powinno mieć wartość od 14 do 14,5 V. Niewystarczające ładowanie akumulatora w trakcie eksploatacji może być spowodowane:
- zbyt słabym stykiem połączeń elektrycznych, wynikającym z ich zanieczyszczenia,
- upływnością prądu,
- użytkowaniem pojazdu na zbyt krótkich trasach, najczęściej przy jeździe miejskiej (na rozruch sprawnego silnika akumulator pobiera tyle energii, ile sprawnie działająca instalacja ładowania uzupełnia po 20 minutach jazdy, a w przypadku jazdy miejskiej nawet po 35-40 minutach).
Niebezpieczne dla akumulatora może okazać się także jego przeładowanie. Następuje ono w trakcie eksploatacji przy napięciu ładowania powyżej 14,5 V. Przyczyną takiej sytuacji może być uszkodzony regulator napięcia, dający napięcie
16 V i więcej. Przeładowanie akumulatora może spowodować spłynięcie mas czynnych, co w konsekwencji prowadzi do jego uszkodzenia. Przeładowanie akumulatora może być spowodowane również przez jego ładowanie w pojeździe w przypadku wcześniejszego głębokiego rozładowania.
Do określenia stanu technicznego akumulatora niezbędny jest odpowiedni tester. Bez takiego przyrządu nie można stwierdzić, w jakim faktycznie stanie technicznym jest akumulator. Przy użyciu profesjonalnego testera akumulatorów przeprowadzić można następujące testy:
- stanu akumulatora (napięcie początkowe, wewnętrzna rezystancja, prąd wyjściowy, temperatura);
- stanu rozrusznika (napięcie rozruchowe: średnie i minimalne, prąd rozruchowy: średni i maksymalny);
- obciążenia (test przy obrotach biegu jałowego: napięcie, prąd i tętnienie, test przy podwyższonych obrotach: napięcie, prąd i tętnienie).
W przeszłości akumulatory eksploatowało się inaczej niż obecnie. Spore problemy przy zakupie nowego akumulatora i znacznie prostsza konstrukcja instalacji elektrycznej w samochodzie powodowały, że nawet te mocno już wyeksploatowane akumulatory ładowało się co kilka dni i używano w pojeździe dalej. Nie była to z pewnością sytuacja komfortowa dla użytkownika pojazdu. Było to jednak na pewno korzystne z punktu widzenia ekologii. Dużo mniej wyeksploatowanych akumulatorów trafiało jako odpad do środowiska naturalnego. Taki wyeksploatowany akumulator jest dzisiaj bardzo uciążliwym ekologicznie odpadem.
Kilkanaście lat temu niesprawne akumulatory samochodowe próbowano regenerować. Teraz nie jest to opłacalne ze względów ekonomicznych. Dzisiaj uszkodzony akumulator wyrzuca się i zastępuje nowym. Z punktu widzenia użytkownika pojazdu problem na tym się kończy, tym bardziej, że koszt nowego akumulatora nie jest kwotą odstraszającą klienta. Patrząc na zagrożenia, jakie za sobą niesie porzucony akumulator dla środowiska naturalnego, problem się dopiero zaczyna.
Na szczęście dla nas wszystkich obowiązująca od początku 2002 roku ustawa reguluje sprawy związane z unieszkodliwianiem tego rodzaju odpadów poprzez wprowadzenie opłaty depozytowej. Zgodnie z tą ustawą sprzedawca akumulatora jest zobowiązany przy jego sprzedaży do przyjęcia zużytego akumulatora. Sprzedawca zobowiązany jest jednocześnie do pobrania opłaty depozytowej, jeżeli przy sprzedaży nowego akumulatora kupujący nie przekazał mu akumulatora zużytego. Stawka opłaty depozytowej wynosi 30 zł za sztukę. Sprzedawca przy sprzedaży akumulatora musi potwierdzić na dokumencie sprzedaży wysokość pobranej opłaty depozytowej. Zobowiązany jest również w terminie 30 dni od daty sprzedaży akumulatora nowego do przyjęcia zużytego i zwrócenia opłaty depozytowej. Zwrot opłaty depozytowej musi być potwierdzany na dokumencie sprzedaży.

mgr Andrzej Kowalewski