اختراع چرخ مربوط می‌شود به 3500 سال قبل از میلاد مسیح. نیاز انسان به ارتباطات و ایجاد شبکه‌های حمل و نقل یکی از موفقیت‌های اساسی در یکصد سال اخیر است. چیزی که در روزهای اولیه برای تولید ‌کنندگان اهمیت داشت عمدتا تولید ماشینهایی بود که حرکت کنند. امروزه راحتی و آسایش راننده و مسافرینش از اهمیت زیادی برخوردار است.

ماشین مدرن با صدها قسمت فعالش، مکانیسم پیچیده ای است و نوجوانان تحت تاثیر ماشین چه حقیقی باشد و چه اسباب بازی شگفت زده می‌شوند ، از اینرو اتومبیل صرفا یک وسیله مسافرت نیست بلکه وسیله‌ای جهت سرگرمی است. تاریخ اتومبیل در قرن حاضر از پیشرفت‌ها و بدعت‌های دائمی برخوردار بوده‌است.

از میان لیست بسیار طویل یک مورد باتری خودرو است. برای اینکه پس از مکش و تراکم ، عمل احتراق انجام شود نیاز به جرقه الکتریکی شمع می‌باشد. در نتیجه برای بوجود آمدن این جرقه به تجهیزاتی چون باتری ، کابل ، استارت ، دینام ، کوئل ، دلکو ، وایر ، شمع و سوئیچ نیاز است.

اجزا تشکیل دهنده باتری

جعبه باتری

جعبه باتری را به شکل مکعب مستطیل از جنس لاستیک و یا پلاستیک می‌سازند و باید در مقابل حرارت حاصله از فعل و انفعالات شیمیایی باتری و ضربه ، مقاوم بوده و در برابر عبور جریان الکتریسیته ، عایق خوبی باشد.

جعبه باتری بصورت خانه خانه ساخته شده و کف هر خانه دارای حوضچه‌هایی برای ته نشین شدن ذرات جدا شده از صفحات باتری و جلوگیری از اتصالات صفحات بیکدیگر می‌باشد. در صورتی که رسوبات یا لجن‌ها سطحشان بالا بیاید باعث اتصال کوتاه صفحات باتری شده و در نتیجه کاهش قدرت باتری را سبب می‌شود.

خانه باتری هر جعبه دارای تعدادی خانه جدا از یکدیگر می‌باشد. هر خانه حدود 2.2 ولت برق تولید می‌کند. اگر تعدادی صفحه مثبت و منفی داخل خانه باتری قرار دهیم و الکترولیت "اسید سولفوریک" بریزیم و ولت متر در مدار قرار دهیم 2 تا 2.2 ولت را می‌توانیم اندازه بگیریم. لذا برای باتری 6 ولت ، به سه خانه نیاز است.

صفحات باتری

در هر خانه سه صفحه مثبت ، منفی و عایق وجود دارد. تعداد صفحات منفی یکی بیشتر از صفحات مثبت می‌باشد به هر یک از صفحات مثبت و منفی پلیت می‌گویند. پس اگر خانه باتری 19 پلیت داشته باشد ، 9 عدد آن صفحه مثبت و 10 عدد صفحه منفی است. این عدد روی باتری نوشته می‌شود.

صفحات مثبت: صفحات مثبت از جنس پراکسید سرب PbO₂ می‌باشد. ابتدا صفحات را از جنس سرب و آنتیموان بصورت مشبک ساخته و بعد ، از اکسید فعال شده پر می‌کنند.

صفحات منفی: عین صفحات مثبت بوده ، با این تفاوت که ماده فعال ‌شده آن "سرب اسفنجی" می‌باشد.

صفحات عایق: برای جلوگیری از اتصال صفحات مثبت و منفی بیکدیگر ، بین صفحات یک عایق از جنس پلاستیک یا میکا یا فیبر قرار می‌دهند. صفحات عایق از یک طرف صاف و از طرف دیگر دارای همبستگی هایی هستند. طرف برجستگی به طرف صفحه مثبت است تا اسید سولفوریک بهتر با صفحه مثبت فعالیت داشته باشد.برجستگی صفحه عایق اجازه می‌دهد ذرات جدا شده از صفحه مثبت به ته باتری هدایت و از اتصال کوتاه صفحات جلوگیری شود.

اتصال خانه‌های باتری بیکدیگر

ولتاژ باتری تعداد خانه‌های باتری را تعیین می‌کند. اگر بخواهند مقدار آمپر باتری را زیاد کنند تعداد صفحات مثبت و منفی هر خانه را زیاد می‌کنند. پس از این که صفحات هر خانه ، داخل آن قرار داده شد خانه‌های باتری را به صورت سری بیکدیگر وصل کرده که در نتیجه در کل خانه‌ها ، یک قطب مثبت آزاد و یک قطب منفی آزاد می‌ماند که آنها را بصورت مخروط ناقص از جنس سرب ریخته گری نموده و قطبهای اصلی باتری نامیده می‌شود.

تشخیص قطبهای باتری از یکدیگر

قطب مثبت قطورتر از قطب منفی است.

(-)قطب مثبت با علامت (+) و قطب منفی با علامت
مشخص شده‌است.

قطب مثبت با علامت POS یعنی مثبت و قطب منفی با NeG یعنی منفی مشخص می‌شود.

هیدرومتر یا اسید ‌سنج باتری

هیدرومتر از یک لوله استوانه‌ای که یک سر آن به لوله باریک لاستیکی و سر دیگر آن به یک گوی لاستیکی توخالی وصل می‌باشد، تشکیل شده‌است. داخل محفظه شیشه‌ای ، یک کپسول شناور قرار گرفته که به صورت سبز ، سفید ، قرمز رنگ آمیزی شده‌است و به صورت چگالی اسید درجه بندی شده‌است.

برای تعیین غلظت مایع داخل باتری یا ظرف اسید ، ابتدا باید گوی پلاستیکی را فشار داده تا هوای آن خارج شود و سر باریک لاستیکی هیدرومتر را داخل ظرف باتری قرار داد و سپس گوی لاستیکی را رها می‌کنیم. مقداری از مایع داخل ظرف یا باتری وارد محفظه شیشه‌ای می‌شود. کپسول مدرج طبق قانون ارشمیدس در مایع ، شناور می‌ماند. هر چه مایع رقیقتر باشد کپسول در آن بیشتر فرو رفته و هر چه غلیظتر باشد برعکس.

جدول مخصوص تعیین و شارژ باتری

اگر محلول داخل باتری پس از شارژ کامل دارای غلظت کمتر از حد معمول است، با اضافه ‌کردن اسید به محلول این عیب را بر طرف کنید. اگر محلول داخل باتری پس از شارژ کامل دارای غلظت بیشتر از حد معمول است، با اضافه ‌کردن آب مقطر این عیب را برطرف کنید.

اتصال باتری کمکی جهت روشن کردن موتور اتومبیل: اگر نیاز به باتری کمکی در اتومبیل باشد باید دقت کرد که به صورت موازی در مدار قرار گیرد. در صورتی که به صورت سری در مدار بسته شود، ولتاژ زیاد به ادوات برقی اتومبیل ضربه وارد می‌سازد.

نگهداری باتری

مایع الکترولیت باتری بازدید شود. در صورتی که مقدار الکترولیت کم بود، آب مقطر را تا 10 میلیمتر بالای صفحات پر کنید. بستهای نگهدارنده باتری محکم شود تا باتری هنگام حرکت اتومبیل ارتعاش پیدا نکند و دچار سانحه نشوند. بستهای قطب مثبت و منفی را با آچار تخت سفت کرده و در صورتی که سولفاته شده بود ، آنها را باز با آب جوش تمیز کرده و همچنین قطبهای باتری نیز تمیز شود. سپس ، بستها با آچار تخت ، محکم بسته شود.

 مقاله ۲ - باتری خورو و طرز کار آن

زماني كه صنعت خودروسازي در ابتداي راهش بود از الكتريسته تنها براي آتش زدن سوخت درون موتور استفاده مي شد. در اوايل دهه ۱۹۲۰ استارت هاي الكتريكي جانشين هندل شدند. چراغ جلو هاي الكتريكي نيز لامپ هاي استيلني را منسوخ كردند و بوق هاي الكتريكي نيز جير جير بوق هاي بادي دستي را محو كردند.

امروزه يك اتومبيل نيازمند سيستم مفصلي از مدارهايي است كه بايد تمام الكتريسته مورد نياز براي كاربردهاي روزمره را توليد، انبار و تقسيم كند.

اولين بخش عمده در سيستم الكتريكي باتري است. باتري وسيله اي است كه براي ذخيره نيروي مورد نياز استارت زدن و به كار انداختن لوازم جانبي مثل ساعت ، راديو و علائم هشدار دهنده در زمان خاموشي موتور مورد استفاده قرار مي گيرد .

دومين بخش مهم ، موتور استارت زن است كه براي روشن كردن موتور به كار مي رود.

سومين بخش دستگاه شارژ است كه از موتور نيرو مي گيرد و آن را با نام مولد مي شناسيم. اين وسيله زماني كه موتور در حركت است به سيستم الكتريكي، برق مي رساند و به اصطلاح باتري را پر مي كند.

اتومبيل به كمك چنين اجزايي منبع الكتريسته خود را حفظ مي كند. وسيله اي موسوم به آفتامات يا تنظيم كننده ولتاژ نيز سطح الكتريسته را ثابت نگه مي دارد و جعبه فيوز نيز از تبديل شدن مسائل كوچك به مشكلات بزرگ جلوگيري مي كند. اتومبيل مدرن لوازم جانبي الكتريكي بسياري مثل راديو، تلفن هاي ماهواره اي، گرم كن شيشه عقب و قفل هاي الكتريكي درها و نيز موتورهاي گوناگوني دارند كه براي به حركت درآوردن بخش هاي مختلف مثل سان روف به كار مي روند.

اولين منبع الكتريسته اتومبيل باتري است كه مهمترين كاركرد آن روشن كردن موتور است زماني كه موتور كار مي كند يك مولد وظيفه تامين نيازهاي الكتريكي اتومبيل و برگرداندن انرژي به باتري را به عهده مي گيرد. يك باتري ذخيره دوازده ولتي شامل لايه هايي از ورقه هاي سربي بارگذاري شده منفي و مثبتي است كه هر كدام از آنها همراه با جدا كننده هاي عايقشان شش پيل دو ولتي را مي سازند. اين پيل ها با يك مايع هادي الكتريسته موسوم به الكتروليت پر مي شوند كه معمولاً از تركيب دو سوم آب مقطر و يك سوم اسيد سولفوريك به دست مي آيد.

واكنش ورقه هاي سربي و الكتروليت انرژي شيميايي توليد مي كند كه به هنگام برقراري مداري بين ترمينال هاي مثبت و منفي باتري تبديل به الكتريسته مي شود. بايد توجه داشت كه تمامي عملكرد هاي فوق العاده لوازم جانبي الكتريكي و طراحي پيشرفته شان در نهايت و تماماً با نقصي در جزء اصلي اين سيستم يعني باتري، دچار شكست مي شوند. بدون اين مخزن پتانسيل الكتريكي بهترين اتومبيل دنيا نيز مثل يك درخت بي حركت خواهد بود و ديگر با يك مجسمه فلزي تفاوتي نخواهد داشت.

البته ثابت شده است كه عمده ترين عامل عدم استارت كردن موتور، اتصال هاي ناقص است اما مشكلات باتري نيز دومين عامل شايع دراين باره به حساب مي آيد. همانطور كه توضيح داده شد اين عامل محرك اوليه خودرو بر اساس اصول الكترو شيميايي كار مي كند اما رويه طراحي و آزمايش آن در طول دو دهه اخير به چندين روش مختلف تغيير كرده است. امروز يك باتري ساز ادعا مي كند كه تنها نيمي از دستگاه هاي برگشتي اش واقعاً خراب هستند ، بنابراين يادگيري عيب يابي اين قطعه از اتومبيل براي هر راننده اي ضروري است.

پيش از آن كه عدم روشن شدن يا كند روشن شدن موتور را به نقص باتري نسبت دهيد مطمئن شويد كه اتصالات در وضعيت خوبي به سر مي برند سپس سراغ استارت زدن برويد و بررسي كنيد كه آيا آمپرسنج، شدت جريان را غير عادي نشان مي دهد يا نه. همين طور سيستم شارژ را نيز از ياد نبريد. ببينيد آيا تسمه سالم است و ولتاژ لازم توليد مي شود، سپس به دنبال ترك ها در جدار باتري باشيد. همچنين سطح مايع الكتروليت يا همان آب باتري را مشاهده كنيد.

بعيد به نظر مي رسد اما شايد پدربزرگتان با توزين مايع الكتروليت به كمك يك چگالي سنج و مقايسه اعداد خوانده شده براي تك تك پيل ها سلامت باتري را تعيين مي كرد. با توجه به اينكه اسيدسولفوريك ۸۳۵/۱ برابر سنگين تر از آب است مي توانيد با اندازه گيري وزن مخصوص مخلوط آب و اسيد توسط چگالي سنج بگوييد كه مقدار اسيدسولفوريك چه قدر و در نتيجه ميزان قدرت شارژ چگونه است (وزن مخصوص هر ماده، نسبت چگالي آن ماده به چگالي ماده اي استاندارد مثل آب در دمايي خاص است)

در دماي ۲۷ درجه سانتي گراد خواندن عددي بين ۲۶/۱ تا ۲۷/۱ از دستگاه چگالي سنج هم ارز است. با يك شارژ كامل، يعني ۲۴ درصد حجمي يا ۳۵ درصد وزني مخلوط آب و اسيد را اسيد تشكيل مي دهد. البته با تغييرات دما به ازاي هر ۵/۵ درجه كمتر از ۲۷ بايد ۰‎/۰۴ از اعداد ۲۶/۱ و ۲۷/۱ كم كنيد. با اينكه اين روش بازرسي تقريباً ارزشمند به حساب مي آيد، اما شايد به باتري هاي امروزي به علت مهر و موم بودن، اجازه چنين كاري ندهد.

هرگز براي انجام اين آزمايش به فكر سوراخ كردن اين نوع باتري ها نيفتيد. بررسي ولتاژ نيز روشي بسيار ساده و سريع است اما خواندن اعداد معقول از دستگاه ولت متر به تنهايي نمي تواند تضمين كننده توانايي باتري براي تامين ميزان آمپر مفيد باشد.

در واقع اگر ولت متر شما عددي كمتر از ۶/۱۲ ولت كه بيانگر شارژ كامل است را نشان داد دو شرايط محتمل است: تمامي پيل ها شارژ پاييني داشته باشند يا ولتاژ پنج تا از آنها ۱/۲ ولتاژ و آخرين پيل نيز كمي كمتر از ۷/۱ باشد، بنابراين شما در ولت سنج خود ۲/۱۲ ولت را مشاهده مي كنيد. استفاده از يك چگالي سنج به شما امكان مي دهد تا دريابيد آيا اتصال سست وجود دارد يا نه.

چگونه مي توان گفت كه باتري در وضعيتي خوب قرار دارد يا نه

در واقع ورقه هاي سربي درون باتري معين مي كنند كه يك باتري هنوز قابل تغيير است يا نه. در باتري هنگامي جريان توليد مي شود كه اسيد سولفوريك با ورقه هاي سربي واكنش انجام دهد. زماني كه باتري خالي مي شود سولفات روي ورقه هاي سرب انباشته مي شود و توانايي باتري در توليد جريان را كاهش مي دهد. همچنين زماني كه مولد با وادار كردن جريان براي حركت در مسير عكس دوباره باتري را شارژ مي كند، سولفات انباشته شده روي ورقه هاي سرب به محلول برمي گردد.

با گذشت زمان مقدا ري از سولفات به طور ثابت و دائمي به ورقه ها مي چسبد. در واقع اين سولفات مانعي تشكيل مي دهد تا باعث كاستن توانايي باتري در توليد و ذخيره الكتريسيته شود. چنانچه باتري به طور مكرر قواي خود را از دست دهد يا براي مدت بيش از چند روز در وضعيت خالي شده بماند اين فرآيند تسريع مي يابد. بنابراين چنانچه ورقه هاي سربي سولفاته شوند ديگر باتري پذيراي شارژ نخواهد بود و بايد تعويض شود. عمر متوسط باتري در بهترين شرايط نگهداري تنها ۴ الي ۵ سال است.

البته در شرايط آب و هوايي فوق العاده گرم اين مقدار به ۲ تا ۳ سال كاهش مي يابد همچنين ممكن است باتري بر اثر مواردي مثل شارژ هاي شديداً ناقص بر اثر مشكلات شارژ كردن يا رانندگي هاي مكرر در مسافت هاي كوتاه، يا افتادن سطح آب درون باتري تا زير قسمت فوقاني ورقه ها بر اثر هواي داغ يا شارژ بيش از حد، دچار سولفاته شدن زودرس شود.

در مورد آزمايش كردن باتري مواردي وجود دارد كه شما واقعاً به تنهايي از پس آن بر نمي آييد، بنابراين بردن اتومبيل به يك تعميرگاه كه به لوازم آزمايش مناسب مجهز باشد ضروري است. در واقع شرايط باتري به يكي از اين دو روش معين مي شود: با پيل كربن يا همان آزمايش بار كه در آن يك بار اندازه گيري شده به باتري وارد مي شود و يا به روش الكترونيكي كه با يك وسيله سنجش مخصوص كه مقاومت داخلي باتري را اندازه مي گيرد.