Elektrický systém automobilu je ako nervový systém automobilu. Rôzne elektrické komponenty spolupracujú, aby zabezpečili normálnu prevádzku automobilu. Princíp fungovania automobilových elektrických komponentov bude vysvetlený z niekoľkých aspektov nižšie.
1. Systém napájania
1. Batéria
- Batéria je nezávislým zdrojom energie pre elektrický systém automobilu. Pozostáva z kladnej a zápornej elektródy. V automobile je záporná elektróda batérie zvyčajne uzemnená a kladná elektróda napája elektrický systém. Princíp činnosti batérie je založený na vzájomnej premene chemickej energie a elektrickej energie. Počas procesu nabíjania externý zdroj energie premieňa elektrickú energiu na chemickú energiu a ukladá ju; počas procesu vybíjania sa chemická energia premieňa na elektrickú energiu, ktorá poskytuje prúd pre elektrické zariadenia v aute. Napríklad, keď nie je naštartovaný motor auta, batéria napája autorádio, vnútorné svetlá a ďalšie vybavenie.
- Kapacita batérie určuje, koľko elektrickej energie dokáže poskytnúť. Jeho kapacitu ovplyvňuje veľa faktorov, ako je plocha dosky, množstvo účinných látok atď. Ak napätie batérie klesne, zníži sa prúd a nakoniec to nebude stačiť na fungovanie komponentov.
2. Alternátor
- Alternátor je hlavným zdrojom energie, keď je vozidlo v prevádzke. Jeho princíp fungovania je založený na zákone elektromagnetickej indukcie. Keď motor beží, rotor alternátora je poháňaný remeňom, vinutie magnetického poľa na rotore generuje rotujúce magnetické pole a vinutie statora pretína magnetické siločiary, čím generuje striedavú elektromotorickú silu. Striedavý prúd generovaný alternátorom je usmerňovačom usmerňovaný a premieňaný na jednosmerný prúd, ktorý nabíja elektrickú sústavu automobilu a dodáva elektrickú energiu.
- Alternátor má aj funkciu regulácie napätia. Prostredníctvom regulátora napätia dokáže automaticky upraviť výstupné napätie podľa zaťaženia elektrického systému automobilu a stavu nabíjania batérie, aby sa zabezpečilo, že napätie je stabilné vo vhodnom rozsahu na ochranu elektrického zariadenia.
2. Štartovací systém
1. Štartér
- Hlavnou funkciou štartéra je premena elektrickej energie batérie na mechanickú energiu, poháňanie kľukového hriadeľa motora do otáčania a štartovanie motora. Štartér sa skladá z troch častí: jednosmerného motora, prevodového mechanizmu a ovládacieho zariadenia.
- Keď vodič otočí kľúčom zapaľovania, aby naštartoval auto, riadiaci obvod sa zapojí a prúd tečie z batérie do jednosmerného motora štartéra. Vinutie kotvy jednosmerného motora sa otáča v magnetickom poli pôsobením elektromagnetickej sily a prenáša krútiaci moment na ozubené koleso zotrvačníka motora cez prevodový mechanizmus, čím poháňa kľukový hriadeľ motora do otáčania. Po úspešnom naštartovaní motora sa riadiaci obvod štartéra automaticky odpojí, aby sa predišlo poškodeniu štartéra pri vysokých otáčkach motora.
III. Systém zapaľovania
1. Tradičný zapaľovací systém
- Tradičný zapaľovací systém sa skladá hlavne z napájacieho zdroja (batéria a generátor striedavého prúdu), zapaľovacej cievky, rozdeľovača, zapaľovacej sviečky atď. Jeho pracovný proces je: keď motor beží, kontakty ističa v rozvádzači sú neustále otvorené a zatvorené . Keď sú kontakty zatvorené, prúd prechádza primárnym vinutím zapaľovacej cievky a okolo primárneho vinutia sa vytvára magnetické pole; pri rozpojení kontaktov sa náhle preruší prúd v primárnom vinutí a magnetické pole rýchlo zmizne. Vďaka princípu elektromagnetickej indukcie sa v sekundárnom vinutí zapaľovacej cievky indukuje vysoké napätie.
- Toto vysoké napätie je distribuované ku každej zapaľovacej sviečke cez rozdeľovač podľa pracovného poriadku motora a medzera medzi elektródami zapaľovacej sviečky je prerušená, čím sa vytvorí elektrická iskra na zapálenie zmesi. Napríklad v štvortaktnom benzínovom motore sa zapaľovacia sviečka zapáli na konci kompresného zdvihu, čo spôsobí horenie a expanziu zmesi, čo tlačí piest, aby vykonal prácu.
2. Elektronický zapaľovací systém
- Elektronický zapaľovací systém nahrádza kontakty ističa v tradičnom zapaľovacom systéme elektronickými komponentmi (ako sú tranzistory atď.). Princíp jeho fungovania je: informácie o otáčkach motora a polohe sú snímané snímačmi (ako sú snímače polohy kľukového hriadeľa atď.) a tieto informácie sú prenášané do elektronickej riadiacej jednotky (ECU). ECU vypočítava časovanie zapaľovania na základe týchto informácií a riadi zapínanie a vypínanie primárneho vinutia zapaľovacej cievky, čím generuje vysoké napätie v sekundárnom vinutí, ktoré poskytuje zapaľovaciu energiu pre zapaľovaciu sviečku. Elektronický zapaľovací systém má výhody vysokej zapaľovacej energie a presného načasovania zapaľovania, čo môže zlepšiť výkon a spotrebu paliva motora.
IV. Osvetlenie, signalizácia, prístrojové vybavenie a poplašné systémy
1. Systém osvetlenia
- Systém automobilového osvetlenia zahŕňa svetlomety, zadné svetlá, hmlové svetlá atď. Hlavnou funkciou svetlometov je poskytnúť vodičovi osvetlenie vozovky v noci alebo pri zníženej viditeľnosti. Žiarovky svetlometov zahŕňajú halogénové výbojky, xenónové výbojky a LED výbojky. Ak vezmeme ako príklad halogénové žiarovky, keď prúd prechádza vláknom, vlákno sa zahrieva a vyžaruje svetlo a svetlo je zaostrené a premietané na cestu pred vami cez reflektor a šošovku.
- Zadné svetlá sa používajú hlavne na zobrazenie polohy a stavu jazdy vozidla zadným vozidlám a chodcom v noci alebo pri zníženej viditeľnosti. Hmlové svetlá sa používajú v zlých poveternostných podmienkach, ako sú hmlisté dni. Farba svetla hmlových svetiel je zvyčajne žltá alebo biela. Má silnú schopnosť rozptylu a dokáže preniknúť cez hustú hmlu, aby sa zlepšila bezpečnosť jazdy.
2. Signálny systém
- Signalizačný systém automobilu zahŕňa smerové svetlá, brzdové svetlá a svetlá spiatočky. Smerové svetlá sa používajú na označenie zámeru odbočenia vozidla iným vozidlám a chodcom. Keď vodič stlačí spínač smerových svetiel, obvod je pripojený a smerovka bliká. Brzdové svetlo sa rozsvieti, keď vodič zošliapne brzdový pedál, čím vyšle signál brzdenia zadnému vozidlu. Cúvacie svetlo sa rozsvieti, keď vozidlo cúva, aby upozornilo vozidlá vzadu a chodcov.
3. Prístroje a poplašné systémy
- Prístrojový systém automobilu zahŕňa rýchlomer, otáčkomer, palivomer, teplomer vody atď. Tieto prístroje získavajú príslušné prevádzkové parametre automobilu prostredníctvom snímačov a premieňajú ich na ukazovatele alebo čísla, ktoré sa zobrazujú na prístrojovej doske tak, aby vodič mohol pochopiť prevádzkový stav automobilu. Napríklad rýchlomer zisťuje rýchlosť otáčania kolesa prostredníctvom snímača rýchlosti a vypočítava rýchlosť jazdy auta na základe obvodu kolesa.
- Poplašné zariadenie sa používa na odoslanie varovného signálu vodičovi, keď sa vo vozidle vyskytne abnormálna situácia. Napríklad, keď je teplota chladiacej kvapaliny motora príliš vysoká, rozsvieti sa kontrolka teploty vody; keď je hladina paliva v palivovej nádrži príliš nízka, rozsvieti sa kontrolka paliva.
V. Pomocné elektrické zariadenia
1. Automobilové elektrické dvere a okná, centrálne zamykanie dverí a elektrické spätné zrkadlá
- Automobilový elektrický dverný a okenný systém poháňa okenné sklo nahor a nadol cez motor. Keď vodič stlačí spínač zdvíhania okna, okruh sa zapojí, motor sa otáča dopredu alebo dozadu a poháňa sklo tak, aby sa zdvíhalo alebo klesalo. Systém centrálneho zamykania dverí dokáže ovládať zamykanie a odomykanie všetkých dverí súčasne pomocou spínača zamykania dverí na strane vodiča. Elektrické spätné zrkadlo nastavuje uhol spätného zrkadla pomocou elektromotora tak, aby vyhovovalo zornému poľu vodiča.
2. Zabezpečenie zariadenia proti krádeži na diaľku
- Bezpečnostný mechanizmus diaľkového ovládača proti krádeži vysiela signál do auta cez diaľkový ovládač. Keď vodič stlačí tlačidlo uzamknutia na diaľkovom ovládači, signál prijme prijímač na aute, systém centrálneho zamykania dverí zamkne dvere a systém ochrany proti krádeži prejde do pohotovostného stavu. Ak niekto neoprávnene otvorí dvere alebo naštartuje auto, systém ochrany proti krádeži spustí poplašné zariadenie, spustí alarm a zabliká svetlami.
VI. Automobilový klimatizačný systém
1. Chladiaci prevádzkový systém chladenia a klimatizácie
- Chladiaci systém klimatizácie automobilu sa skladá hlavne z kompresora, kondenzátora, výparníka, expanzného ventilu atď. Chladivo (zvyčajne R-134a) cirkuluje v systéme. Kompresor stláča plynné chladivo na plyn s vysokou teplotou a vysokým tlakom a potom ho posiela do kondenzátora. V kondenzátore vysokoteplotné a vysokotlakové plynné chladivo odvádza teplo von cez chladič a po ochladení sa stáva vysokotlakovým kvapalným chladivom.
- Po priškrtení a odtlakovaní vysokotlakového kvapalného chladiva expanzným ventilom sa z neho stáva nízkoteplotné a nízkotlakové kvapalné chladivo a vstupuje do výparníka. Vo výparníku kvapalné chladivo absorbuje teplo okolitého vzduchu a vyparuje sa, čím sa znižuje povrchová teplota výparníka, čím sa dosiahne chladiaci efekt. Odparené chladivo sa znova nasaje do kompresora, aby sa spustil ďalší cyklus.
2. Ovládanie klimatizačného systému
- Ovládanie automobilovej klimatizácie zahŕňa reguláciu teploty, reguláciu množstva vzduchu atď. Regulácia teploty sa dosahuje nastavením chladiaceho výkonu výparníka. Napríklad, keď vodič nastaví nižšiu teplotu, riadiaci systém klimatizácie zvýši pracovný čas kompresora alebo zvýši rýchlosť kompresora, aby sa zlepšil chladiaci účinok. Regulácia objemu vzduchu sa dosiahne nastavením rýchlosti dúchadla. Vodič si môže zvoliť rôzne prevody objemu vzduchu podľa svojich potrieb.
VII. Systém airbagov
1. Princíp činnosti a štruktúra airbagov
- Systém airbagov sa skladá hlavne zo snímačov, elektronických riadiacich jednotiek (ECU) a komponentov airbagov. Keď dôjde ku kolízii auta, kolízny senzor nainštalovaný v prednej časti vozidla zaznamená informácie, ako je intenzita a smer kolízie, a odošle tieto informácie do ECU. Ak intenzita kolízie prekročí nastavený prah, ECU okamžite spustí generátor plynu v zostave airbagu.
- Chemické látky v generátore plynu reagujú tak, že rýchlo vyprodukujú veľké množstvo plynu, ktorý vo veľmi krátkom čase nafúkne airbag a vytvorí nárazník medzi vodičom a volantom (alebo spolujazdcom a palubnou doskou atď.), zníženie poškodenia ľudského tela spôsobeného zrážkou.
V aute je veľa druhov elektrických komponentov a ich príslušné pracovné princípy sú zložité, ale vzájomne prepojené. Spoločne tvoria elektrický systém automobilu, ktorý poskytuje záruku bezpečnosti, pohodlia a efektívnej prevádzky vozidla.
