Gęstość elektrolitu w akumulatorze jest bardzo ważnym parametrem wszystkich akumulatorów kwasowych i każdy właściciel samochodu powinien wiedzieć: jaka powinna być gęstość, jak ją sprawdzić, a przede wszystkim jak prawidłowo podnieść gęstość akumulatora (ciężar właściwy kwasu) w każdym ze słoików z płytami ołowianymi wypełnionymi roztworem H2SO4.
Kontrola gęstości jest jedną z części procesu konserwacji akumulatora, który obejmuje również sprawdzenie poziomu elektrolitu i pomiar napięcia akumulatora. W akumulatorach kwasowo-ołowiowych gęstość mierzy się w g/cm3. Jest ona proporcjonalna do stężenia roztworu i odwrotnie proporcjonalna do temperatury cieczy (im wyższa temperatura, tym mniejsza gęstość).
Gęstość elektrolitu może określać stan akumulatora. Jeśli więc akumulator nie trzyma ładunku, należy sprawdzić stan płynu w każdym z jego słojów.
Gęstość elektrolitu wpływa na pojemność akumulatora i jego żywotność.
Testowane za pomocą gęstościomierza (areometru) w temperaturze +25°C. Jeśli temperatura różni się od wymaganej, odczyty są korygowane w sposób przedstawiony w tabeli.
Zrozumieliśmy więc nieco, czym jest i że należy ją regularnie sprawdzać. Ale jakimi liczbami należy się kierować, ile jest dobre, a ile złe, jaka powinna być gęstość elektrolitu w akumulatorze?
Jaka gęstość powinna być w baterii
Utrzymanie optymalnej gęstości elektrolitu jest bardzo ważne dla akumulatora i warto wiedzieć, że wymagane wartości zależą od strefy klimatycznej. Gęstość akumulatora należy zatem określić na podstawie kombinacji wymagań i warunków eksploatacji. Na przykład w klimacie umiarkowanym gęstość elektrolitu powinna wynosić od 1,25 do 1,27 g/cm3 ±0,01 g/cm3. W strefach zimnych, gdzie zimy sięgają -30 stopni, gęstość powinna być większa o 0,01 g/cm3 , a w gorących strefach podzwrotnikowych mniejsza o 0,01 g/cm3 . W regionach, gdzie zimy są szczególnie surowe (do -50 stopni Celsjusza), gęstość musi być zwiększona z 1,27 do 1,29 g/cm3, aby zapobiec zamarzaniu akumulatora.
Wielu właścicieli samochodów zadaje pytanie: „Jaka powinna być gęstość elektrolitu w akumulatorze zimą, a jaka latem, czy nie ma różnicy i przez cały rok wskaźniki powinny być utrzymywane na tym samym poziomie? Dlatego zajmijmy się tym zagadnieniem bardziej szczegółowo, a pomoże nam w tym tabela gęstości elektrolitu w akumulatorze z podziałem na strefy klimatyczne.
Im mniejsza jest gęstość elektrolitu w pełni naładowanego akumulatora, tym dłuższa jest jego żywotność.
Należy również pamiętać, że z reguły akumulator w pojeździe ma nie więcej niż 80-90% pojemności nominalnej, a więc gęstość elektrolitu będzie nieco niższa niż po pełnym naładowaniu. Dlatego wymaganą wartość wybiera się nieco wyższą niż podana w tabeli gęstości, tak aby przy spadku temperatury powietrza do maksymalnego poziomu mieć gwarancję, że akumulator będzie sprawny i nie zamarznie w zimie. Jednak w sezonie letnim zwiększona gęstość może prowadzić do ryzyka zagotowania się wody.
Duża gęstość elektrolitu prowadzi do skrócenia czasu eksploatacji akumulatora. Niska gęstość elektrolitu w akumulatorze skutkuje niskim napięciem, co utrudnia uruchomienie silnika.
Gęstość elektrolitu w akumulatorze w zimie
Gęstość akumulatora w zimie powinna wynosić 1,27 (w regionach o temperaturze zimą poniżej -35 co najmniej 1,28 g/cm3). Niższa wartość powoduje zmniejszenie mocy napędowej i utrudniony rozruch silnika w warunkach mrozu, aż do zamarznięcia elektrolitu włącznie.
Zmniejszenie gęstości do 1,09 g/cm3 spowoduje zamarznięcie akumulatora już w temperaturze -7°C.
Gdy zimą gęstość akumulatora jest niska, nie należy kupować środków korygujących, aby ją podnieść, ale raczej zadbać o coś innego: właściwe ładowanie akumulatora za pomocą ładowarki.
Półgodzinne przejazdy między domem a pracą nie pozwalają na rozgrzanie się akumulatora, a tym samym na jego naładowanie, ponieważ jego rozgrzanie trwa tylko chwilę. Z dnia na dzień zwiększa się więc ilość wyładowań, a co za tym idzie, spada również gęstość.
Samodzielne manipulowanie elektrolitem jest wysoce niepożądane, dopuszczalna jest jedynie korekta poziomu za pomocą wody destylowanej (w samochodach osobowych 1,5 cm nad płytami, w ciężarówkach do 3 cm).
Dla nowego i sprawnego akumulatora normalny zakres gęstości elektrolitu (pełne rozładowanie – pełne naładowanie) wynosi 0,15 – 0,16 g/cm³.
Pamiętaj, że eksploatacja rozładowanego akumulatora w temperaturach poniżej zera spowoduje zamarznięcie elektrolitu i zniszczenie płyt ołowianych!
Odnosząc się do tabeli dotyczącej temperatury zamarzania elektrolitu i jego gęstości, można ustalić próg minusowy termometru, przy którym w akumulatorze tworzy się lód.
| g/cm³ | 1,10 | 1,11 | 1,12 | 1,13 | 1,14 | 1,15 | 1,16 | 1,17 | 1,18 | 1,19 | 1,20 | 1,21 | 1,22 | 1,23 | 1,24 | 1,25 | 1,28 |
| °С | -8 | -9 | -10 | -12 | -14 | -16 | -18 | -20 | -22 | -25 | -28 | -34 | -40 | -45 | -50 | -54 | -74 |
Jak widać, przy 100% naładowaniu akumulator zamarza w temperaturze -70 °C. Naładowany w 40% akumulator zamarza już w temperaturze -25 °C. Naładowanie na poziomie 10% nie tylko uniemożliwi uruchomienie silnika w mroźny dzień, ale także spowoduje jego zamarznięcie przy 10-stopniowym mrozie.
Gdy gęstość elektrolitu nie jest znana, stopień rozładowania akumulatora można sprawdzić za pomocą widełek do ładowania. Różnica napięć między ogniwami jednej baterii nie może przekraczać 0,2 V.
| Odczyt woltomierza na rozwidleniu obciążenia, V | Stopień rozładowania akumulatora, % |
| 1,8-1,7 | 0 |
| 1,7-1,6 | 25 |
| 1,6-1,5 | 50 |
| 1,5-1,4 | 75 |
| 1,4-1,3 | 100 |
Jeśli akumulator zostanie rozładowany o ponad 50% w zimie i o ponad 25% w lecie, należy go naładować.
Gęstość elektrolitu w akumulatorze w okresie letnim
W lecie akumulator cierpi z powodu odwodnienia, więc biorąc pod uwagę, że zwiększona gęstość jest niekorzystna dla płyt ołowianych, lepiej jest, gdy wynosi ona 0,02 g/cm³ poniżej wymaganej wartości (zwłaszcza w regionach południowych).
W lecie temperatura pod maską, gdzie często znajduje się akumulator, znacznie wzrasta. Takie warunki sprzyjają odparowywaniu wody z kwasu i aktywności procesów elektrochemicznych w akumulatorze, zapewniając wysoką wydajność prądową nawet przy najniższej możliwej gęstości elektrolitu (1,22 g/cm3 w ciepłej, wilgotnej strefie klimatycznej). Kiedy więc poziom elektrolitu stopniowo się obniża, jego gęstość wzrasta, co przyspiesza proces niszczenia elektrod przez korozję. Dlatego tak ważne jest monitorowanie poziomu płynu w akumulatorze i uzupełnianie go wodą destylowaną, gdy spada, w przeciwnym razie może dojść do przeładowania i zasiarczenia.
Uporczywie wysoka gęstość elektrolitu prowadzi do skrócenia żywotności akumulatora.
Jeśli akumulator został rozładowany z powodu zaniedbania kierowcy lub z innych powodów, należy spróbować przywrócić jego działanie za pomocą ładowarki. Przed ładowaniem akumulatora należy jednak sprawdzić jego poziom i w razie potrzeby uzupełnić wodą destylowaną, która mogła wyparować podczas pracy.
Po pewnym czasie gęstość elektrolitu w akumulatorze zmniejsza się z powodu ciągłego rozcieńczania go wodą destylowaną i spada poniżej wymaganej wartości. W tym momencie eksploatacja akumulatora staje się niemożliwa, dlatego konieczne jest zwiększenie gęstości elektrolitu w akumulatorze. Aby jednak wiedzieć, o ile należy ją zwiększyć, należy wiedzieć, jak sprawdzić gęstość.
