Układ elektryczny samochodu jest jak układ nerwowy samochodu. Różne elementy elektryczne współpracują ze sobą, aby zapewnić normalne działanie samochodu. Zasada działania podzespołów elektrycznych samochodów zostanie wyjaśniona poniżej w kilku aspektach.
1. System zasilania
1. Bateria
- Akumulator jest niezależnym źródłem zasilania układu elektrycznego samochodu. Składa się z elektrody dodatniej i elektrody ujemnej. W samochodzie elektroda ujemna akumulatora jest zwykle uziemiona, a elektroda dodatnia zasila układ elektryczny. Zasada działania baterii opiera się na wzajemnej konwersji energii chemicznej i energii elektrycznej. Podczas procesu ładowania zewnętrzne źródło zasilania przekształca energię elektryczną w energię chemiczną i magazynuje ją; podczas procesu rozładowania energia chemiczna jest przekształcana w energię elektryczną, która dostarcza prąd do wyposażenia elektrycznego samochodu. Na przykład, gdy silnik samochodu nie jest uruchomiony, akumulator zasila radio samochodowe, oświetlenie wewnętrzne i inne urządzenia.
- Pojemność akumulatora określa, ile energii elektrycznej może on dostarczyć. Na jego pojemność wpływa wiele czynników, takich jak powierzchnia płytki, ilość substancji aktywnych itp. Jeśli napięcie akumulatora spadnie, prąd zmniejszy się, a ostatecznie nie wystarczy, aby podzespoły działały
2. Alternator
- Alternator jest głównym źródłem zasilania podczas pracy samochodu. Zasada działania opiera się na prawie indukcji elektromagnetycznej. Gdy silnik pracuje, wirnik alternatora wprawiany jest w ruch obrotowy za pomocą paska, uzwojenie pola magnetycznego na wirniku wytwarza wirujące pole magnetyczne, a uzwojenie stojana przecina linie sił magnetycznych, wytwarzając w ten sposób zmienną siłę elektromotoryczną. Prąd przemienny wytwarzany przez alternator jest prostowany przez prostownik i przekształcany w prąd stały, który ładuje układ elektryczny samochodu i dostarcza energię elektryczną.
- Alternator pełni także funkcję regulacji napięcia. Za pomocą regulatora napięcia może automatycznie regulować napięcie wyjściowe w zależności od obciążenia instalacji elektrycznej samochodu i stanu naładowania akumulatora, aby zapewnić stabilność napięcia w odpowiednim zakresie w celu ochrony sprzętu elektrycznego.
2. Układ rozruchowy
1. Rozrusznik
- Główną funkcją rozrusznika jest zamiana energii elektrycznej akumulatora na energię mechaniczną, wprawienie wału korbowego silnika w ruch obrotowy i uruchomienie silnika. Rozrusznik składa się z trzech części: silnika prądu stałego, mechanizmu przekładniowego i urządzenia sterującego.
- Kiedy kierowca przekręca kluczyk w stacyjce, aby uruchomić samochód, obwód sterujący zostaje podłączony, a prąd przepływa z akumulatora do silnika prądu stałego rozrusznika. Uzwojenie twornika silnika prądu stałego obraca się w polu magnetycznym pod działaniem siły elektromagnetycznej i przenosi moment obrotowy na koło koronowe koła zamachowego silnika poprzez mechanizm przekładni, wprawiając wał korbowy silnika w ruch obrotowy. Po pomyślnym uruchomieniu silnika obwód sterujący rozrusznika zostanie automatycznie odłączony, aby zapobiec uszkodzeniu rozrusznika na skutek wysokich prędkości obrotowych silnika.
III. Układ zapłonowy
1. Tradycyjny układ zapłonowy
- Tradycyjny układ zapłonowy składa się głównie z zasilacza (akumulator i generator prądu przemiennego), cewki zapłonowej, rozdzielacza, świecy zapłonowej itp. Jego proces działania polega na tym, że gdy silnik pracuje, styki wyłącznika w dystrybutorze są stale otwierane i zamykane . Gdy styki są zamknięte, prąd przepływa przez uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej, a wokół uzwojenia pierwotnego generowane jest pole magnetyczne; po rozłączeniu styków następuje nagłe przerwanie prądu w uzwojeniu pierwotnym i pole magnetyczne szybko zanika. Ze względu na zasadę indukcji elektromagnetycznej w uzwojeniu wtórnym cewki zapłonowej indukowane jest wysokie napięcie.
- To wysokie napięcie jest rozprowadzane do każdej świecy zapłonowej przez rozdzielacz zgodnie ze stanem pracy silnika, a szczelina między elektrodami świecy zapłonowej jest przerywana, wytwarzając iskrę elektryczną zapalającą mieszankę. Na przykład w czterosuwowym silniku benzynowym świeca zapłonowa zapala się pod koniec suwu sprężania, powodując spalenie i rozszerzenie mieszanki, popychając tłok do pracy.
2. Elektroniczny układ zapłonowy
- Elektroniczny układ zapłonowy zastępuje styki wyłącznika automatycznego w tradycyjnym układzie zapłonowym elementami elektronicznymi (takimi jak tranzystory itp.). Jego zasada działania jest następująca: informacje o prędkości obrotowej i położeniu silnika są wykrywane przez czujniki (takie jak czujniki położenia wału korbowego itp.), a informacje te są przesyłane do elektronicznej jednostki sterującej (ECU). ECU oblicza czas zapłonu na podstawie tych informacji i steruje włączaniem i wyłączaniem uzwojenia pierwotnego cewki zapłonowej, generując w ten sposób wysokie napięcie w uzwojeniu wtórnym, aby zapewnić energię zapłonową świecy zapłonowej. Elektroniczny układ zapłonowy ma zalety wysokiej energii zapłonu i precyzyjnego czasu zapłonu, co może poprawić wydajność i oszczędność paliwa silnika.
IV. Systemy oświetleniowe, sygnalizacyjne, oprzyrządowania i alarmowe
1. System oświetlenia
- System oświetlenia samochodowego obejmuje reflektory, światła tylne, światła przeciwmgielne itp. Główną funkcją reflektorów jest zapewnienie kierowcy oświetlenia drogi przed nim w nocy lub w warunkach słabej widoczności. Żarówki reflektorów obejmują lampy halogenowe, lampy ksenonowe i lampy LED. Biorąc za przykład lampy halogenowe, gdy prąd przepływa przez żarnik, żarnik nagrzewa się i emituje światło, które jest skupiane i rzucane na drogę przez odbłyśnik i soczewkę.
- Światła tylne służą głównie do pokazywania pozycji i stanu pojazdu pojazdom jadącym z tyłu i pieszym w nocy lub w warunkach słabej widoczności. Światła przeciwmgielne są używane w złych warunkach pogodowych, takich jak mgliste dni. Barwa światła świateł przeciwmgłowych jest zwykle żółta lub biała. Ma silną zdolność rozpraszania i może przenikać przez gęstą mgłę, aby poprawić bezpieczeństwo jazdy.
2. System sygnalizacyjny
- System sygnalizacji samochodu obejmuje kierunkowskazy, światła stopu i światła cofania. Kierunkowskazy służą do sygnalizowania zamiaru skrętu pojazdu innym pojazdom i pieszym. Gdy kierowca włączy przełącznik kierunkowskazów, obwód zostanie podłączony, a kierunkowskaz zacznie migać. Światło stopu zapala się, gdy kierowca naciśnie pedał hamulca, wysyłając sygnał hamowania do pojazdu znajdującego się z tyłu. Światło cofania zapala się, gdy pojazd cofa, ostrzegając pojazdy jadące z tyłu i pieszych.
3. Przyrządy i systemy alarmowe
- Układ przyrządów samochodowych obejmuje prędkościomierz, obrotomierz, wskaźnik poziomu paliwa, wskaźnik temperatury wody itp. Przyrządy te uzyskują za pomocą czujników odpowiednie parametry operacyjne samochodu i przekształcają je na wskazówki lub liczby wyświetlane na desce rozdzielczej, dzięki czemu kierowca może zrozumieć stan eksploatacyjny samochodu. Na przykład prędkościomierz wykrywa prędkość obrotową koła poprzez czujnik prędkości i oblicza prędkość jazdy samochodu na podstawie obwodu koła.
- Urządzenie alarmowe służy do wysyłania sygnału ostrzegawczego do kierowcy, gdy w samochodzie wystąpi nienormalna sytuacja. Na przykład, gdy temperatura płynu chłodzącego silnik jest zbyt wysoka, zaświeci się lampka ostrzegawcza temperatury wody; gdy poziom paliwa w zbiorniku będzie zbyt niski, zapali się lampka ostrzegawcza poziomu paliwa.
V. Pomocniczy sprzęt elektryczny
1. Elektryczne drzwi i szyby samochodowe, centralny zamek i elektryczne lusterka wsteczne
- Elektryczny system drzwi i okien w samochodzie napędza szybę w górę i w dół za pomocą silnika. Gdy kierowca uruchamia przełącznik podnoszenia szyby, obwód jest podłączony, silnik obraca się do przodu lub do tyłu i powoduje podnoszenie lub opadanie szyby. System centralnego zamka drzwi może sterować blokowaniem i odblokowywaniem wszystkich drzwi jednocześnie za pomocą przełącznika zamka drzwi po stronie kierowcy. Elektryczne lusterko wsteczne dostosowuje kąt lusterka wstecznego za pomocą silnika elektrycznego, aby dopasować go do pola widzenia kierowcy.
2. Mechanizm zabezpieczający przed kradzieżą urządzenia zdalnego sterowania
- Zabezpieczenie przed kradzieżą pilota zdalnego sterowania wysyła sygnał do samochodu za pośrednictwem pilota. Gdy kierowca naciśnie przycisk blokowania na pilocie, sygnał zostanie odebrany przez odbiornik w samochodzie, centralny zamek zablokuje drzwi, a system antykradzieżowy przejdzie w stan alarmu. Jeśli ktoś nielegalnie otworzy drzwi lub uruchomi samochód, system antykradzieżowy uruchomi urządzenie alarmowe, włączy alarm i zacznie migać światłami.
VI. System klimatyzacji samochodowej
1. Czynnik chłodniczy układu chłodzenia i klimatyzacji
- Układ chłodniczy klimatyzacji samochodowej składa się głównie ze sprężarki, skraplacza, parownika, zaworu rozprężnego itp. Czynnik chłodniczy (zwykle R-134a) krąży w układzie. Sprężarka spręża gazowy czynnik chłodniczy do postaci gazu o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu, a następnie przesyła go do skraplacza. W skraplaczu wysokotemperaturowy i wysokociśnieniowy gazowy czynnik chłodniczy rozprasza ciepło na zewnątrz przez radiator, a po schłodzeniu staje się ciekłym czynnikiem chłodniczym pod wysokim ciśnieniem.
- Po zdławieniu i zmniejszeniu ciśnienia ciekłego czynnika chłodniczego pod wysokim ciśnieniem przez zawór rozprężny, staje się on ciekłym czynnikiem chłodniczym o niskiej temperaturze i niskim ciśnieniu i wchodzi do parownika. W parowniku ciekły czynnik chłodniczy pochłania ciepło z otaczającego powietrza i odparowuje, co obniża temperaturę powierzchni parownika, uzyskując w ten sposób efekt chłodzenia. Odparowany czynnik chłodniczy jest ponownie zasysany do sprężarki, aby rozpocząć następny cykl.
2. Sterowanie systemem klimatyzacji
- Sterowanie układem klimatyzacji samochodowej obejmuje kontrolę temperatury, kontrolę ilości powietrza itp. Kontrolę temperatury osiąga się poprzez regulację wydajności chłodniczej parownika. Przykładowo, gdy kierowca ustawi niższą temperaturę, układ sterujący klimatyzacją wydłuży czas pracy sprężarki lub zwiększy prędkość pracy sprężarki, aby poprawić efekt chłodzenia. Regulacja ilości powietrza odbywa się poprzez regulację prędkości obrotowej dmuchawy. Kierowca może wybrać różne biegi przepływu powietrza w zależności od swoich potrzeb.
VII. System poduszek powietrznych
1. Zasada działania i budowa poduszek powietrznych
- Układ poduszek powietrznych składa się głównie z czujników, elektronicznych jednostek sterujących (ECU) i elementów poduszek powietrznych. Kiedy samochód zderzy się, czujnik kolizji zainstalowany z przodu samochodu wykryje takie informacje, jak intensywność i kierunek zderzenia, i przekaże te informacje do ECU. Jeśli intensywność zderzenia przekroczy ustawiony próg, ECU natychmiast uruchomi generator gazu w zespole poduszki powietrznej.
- Substancje chemiczne zawarte w generatorze gazu reagują szybko wytwarzając dużą ilość gazu, który w bardzo krótkim czasie nadmuchuje poduszkę powietrzną, tworząc bufor pomiędzy kierowcą a kierownicą (lub pasażerem a deską rozdzielczą itp.), zmniejszenie uszkodzeń ciała człowieka powstałych w wyniku kolizji.
W samochodzie znajduje się wiele rodzajów podzespołów elektrycznych, a zasady ich działania są złożone, ale ze sobą powiązane. Razem tworzą instalację elektryczną pojazdu, która daje gwarancję bezpieczeństwa, komfortu i sprawnej eksploatacji samochodu.
