Електрическата система на автомобила е като нервната система на автомобила. Различните електрически компоненти работят заедно, за да осигурят нормалната работа на автомобила. Принципът на работа на автомобилните електрически компоненти ще бъде обяснен от няколко аспекта по-долу.
1. Енергийна система
1. Батерия
- Батерията е независим източник на енергия за електрическата система на автомобила. Състои се от положителен електрод и отрицателен електрод. В автомобила отрицателният електрод на батерията обикновено е заземен, а положителният електрод захранва електрическата система. Принципът на работа на батерията се основава на взаимното преобразуване на химическа енергия и електрическа енергия. По време на процеса на зареждане външният източник на енергия преобразува електрическата енергия в химическа енергия и я съхранява; по време на процеса на разреждане химическата енергия се преобразува в електрическа, за да осигури ток за електрическото оборудване на автомобила. Например, когато двигателят на автомобила не е стартиран, батерията захранва радиото на автомобила, вътрешните светлини и друго оборудване.
- Капацитетът на батерията определя колко електрическа енергия може да осигури. Капацитетът му се влияе от много фактори, като площта на плочата, количеството на активните вещества и т.н. Ако напрежението на батерията падне, токът ще намалее и в крайна сметка няма да е достатъчен, за да накара компонентите да работят
2. Алтернатор
- Алтернаторът е основният източник на енергия, когато колата работи. Принципът му на работа се основава на закона за електромагнитната индукция. Когато двигателят работи, роторът на алтернатора се задвижва да се върти от ремъка, намотката на магнитното поле на ротора генерира въртящо се магнитно поле, а намотката на статора прекъсва магнитните силови линии, като по този начин генерира променлива електродвижеща сила. Генерираният от алтернатора променлив ток се коригира от токоизправителя и се преобразува в постоянен ток, който зарежда електрическата система на автомобила и осигурява електрическа енергия.
- Алтернаторът има и функция за регулиране на напрежението. Чрез регулатора на напрежението той може автоматично да регулира изходното напрежение според натоварването на електрическата система на автомобила и състоянието на зареждане на батерията, за да гарантира, че напрежението е стабилно в рамките на подходящ диапазон за защита на електрическото оборудване.
2. Стартова система
1. Стартер
- Основната функция на стартера е да преобразува електрическата енергия на батерията в механична енергия, да задвижва коляновия вал на двигателя да се върти и да стартира двигателя. Стартерът се състои от три части: двигател с постоянен ток, предавателен механизъм и устройство за управление.
- Когато водачът завърти ключа за запалване, за да запали колата, управляващата верига е свързана и токът протича от акумулатора в DC двигателя на стартера. Намотката на котвата на двигателя с постоянен ток се върти в магнитното поле под действието на електромагнитна сила и предава въртящия момент към зъбния венец на маховика на двигателя чрез трансмисионния механизъм, задвижвайки коляновия вал на двигателя да се върти. След като двигателят стартира успешно, управляващата верига на стартера ще бъде автоматично изключена, за да се предотврати повреда на стартера от високоскоростното въртене на двигателя.
III. Система за запалване
1. Традиционна система за запалване
- Традиционната система за запалване се състои главно от захранване (батерия и променливотоков генератор), запалителна бобина, разпределител, запалителна свещ и т.н. Работният процес е: когато двигателят работи, контактите на прекъсвача в разпределителя се отварят и затварят постоянно . Когато контактите са затворени, токът преминава през първичната намотка на бобината на запалването и около първичната намотка се генерира магнитно поле; когато контактите са изключени, токът в първичната намотка внезапно се прекъсва и магнитното поле изчезва бързо. Поради принципа на електромагнитната индукция във вторичната намотка на бобината на запалването се индуцира високо напрежение.
- Това високо напрежение се разпределя към всяка свещ чрез разпределителя според работния ред на двигателя и празнината между електродите на свещта се разрушава, генерирайки електрическа искра за запалване на сместа. Например, в четиритактов бензинов двигател запалителната свещ се запалва в края на такта на компресия, което кара сместа да гори и да се разширява, натискайки буталото да върши работа.
2. Електронна система за запалване
- Електронната система за запалване заменя контактите на прекъсвача в традиционната система за запалване с електронни компоненти (като транзистори и др.). Неговият принцип на работа е: скоростта на двигателя и информацията за позицията се откриват от сензори (като сензори за положение на коляновия вал и др.) и тази информация се предава на електронния блок за управление (ECU). ECU изчислява момента на запалване въз основа на тази информация и контролира включването и изключването на първичната намотка на бобината на запалването, като по този начин генерира високо напрежение във вторичната намотка, за да осигури енергия за запалване на свещта. Електронната система за запалване има предимствата на висока енергия на запалване и точно време на запалване, което може да подобри производителността и икономията на гориво на двигателя.
IV. Осветителни, сигнални, контролно-измервателни и алармени системи
1. Осветителна система
- Системата за автомобилно осветление включва фарове, задни светлини, фарове за мъгла и др. Основната функция на фаровете е да осигурят на водача осветление за пътя отпред през нощта или при условия на слаба видимост. Крушките на фаровете включват халогенни лампи, ксенонови лампи и LED лампи. Вземайки халогенни лампи като пример, когато токът преминава през нажежаемата жичка, нажежаемата жичка се нагрява и излъчва светлина, а светлината се фокусира и проектира върху пътя отпред през рефлектора и лещата.
- Задните светлини се използват главно за показване на позицията и състоянието на шофиране на превозното средство на задните превозни средства и пешеходците през нощта или при условия на слаба видимост. Фаровете за мъгла се използват при лоши метеорологични условия като дни с мъгла. Цветът на светлината на фаровете за мъгла обикновено е жълт или бял. Има силна разпръскваща способност и може да проникне през гъста мъгла, за да подобри безопасността при шофиране.
2. Сигнална система
- Сигналната система на автомобила включва мигачи, стопове и светлини за заден ход. Мигачите се използват за указване на намерението на автомобила да завие на други превозни средства и пешеходци. Когато водачът задейства превключвателя на мигачите, веригата е свързана и мигачът мига. Спирачната светлина светва, когато водачът натисне педала на спирачката, изпращайки спирачен сигнал към задното превозно средство. Светлината за заден ход светва, когато автомобилът се движи на заден ход, за да предупреди задните превозни средства и пешеходците.
3. Инструменти и алармени системи
- Системата от автомобилни инструменти включва скоростомер, оборотомер, индикатор за гориво, датчик за температурата на водата и др. Тези инструменти получават съответните работни параметри на автомобила чрез сензори и ги преобразуват в указатели или числа, които се показват на таблото, така че водачът да може разберете експлоатационното състояние на автомобила. Например, скоростомерът отчита скоростта на въртене на колелото чрез сензора за скорост и изчислява скоростта на движение на автомобила въз основа на обиколката на колелото.
- Аларменото устройство се използва за изпращане на предупредителен сигнал до водача, когато колата има необичайна ситуация. Например, когато температурата на охлаждащата течност на двигателя е твърде висока, предупредителната лампа за температурата на водата ще светне; когато нивото на горивото в резервоара е твърде ниско, предупредителната лампа за гориво ще светне.
V. Спомагателно електрическо оборудване
1. Автомобилни електрически врати и прозорци, централни брави и електрически огледала за обратно виждане
- Автомобилната електрическа система за врати и прозорци задвижва стъклото на прозореца да се издига и пада чрез двигателя. Когато водачът задейства превключвателя за повдигане на прозореца, веригата е свързана, моторът се върти напред или назад и задвижва стъклото на прозореца да се повдига или пада. Централната система за заключване на вратите може да контролира заключването и отключването на всички врати едновременно чрез превключвателя за заключване на вратите от страната на водача. Електрическото огледало за обратно виждане регулира ъгъла на огледалото за обратно виждане чрез електрически мотор, за да отговаря на зрителното поле на водача.
2. Защитен механизъм против кражба на устройството за дистанционно управление
- Защитният механизъм против кражба на устройството за дистанционно управление изпраща сигнал към автомобила чрез дистанционното управление. Когато водачът натисне бутона за заключване на дистанционното управление, сигналът се получава от приемника на автомобила, системата за централно заключване на вратата ще заключи вратата и системата против кражба ще влезе в състояние на предупреждение. Ако някой неправомерно отвори вратата или запали колата, системата против кражба ще задейства аларменото устройство, ще издаде аларма и ще мига светлините.
VI. Автомобилна климатична система
1. Система за работа с хладилен агент за охлаждане и климатизация
- Охладителната система на автомобилния климатик се състои главно от компресор, кондензатор, изпарител, разширителен вентил и т.н. Хладилният агент (обикновено R-134a) циркулира в системата. Компресорът компресира газообразния хладилен агент в газ с висока температура и високо налягане и след това го изпраща към кондензатора. В кондензатора газообразният хладилен агент с висока температура и високо налягане разсейва топлината навън през радиатора и се превръща в течен хладилен агент с високо налягане след охлаждане.
- След като течният хладилен агент с високо налягане бъде дроселиран и понижен от налягането от разширителния вентил, той се превръща в течен хладилен агент с ниска температура и ниско налягане и навлиза в изпарителя. В изпарителя течният хладилен агент абсорбира топлината на околния въздух и се изпарява, което намалява температурата на повърхността на изпарителя, като по този начин се постига охлаждащ ефект. Изпареният хладилен агент се засмуква отново в компресора, за да започне следващия цикъл.
2. Управление на климатичната система
- Управлението на автомобилната климатична система включва контрол на температурата, контрол на обема на въздуха и др. Контролът на температурата се постига чрез регулиране на охладителната способност на изпарителя. Например, когато водачът зададе по-ниска температура, системата за управление на климатика ще увеличи работното време на компресора или ще увеличи скоростта на компресора, за да подобри охлаждащия ефект. Контролът на обема на въздуха се постига чрез регулиране на скоростта на вентилатора. Водачът може да избира различни предавки за обем на въздуха според нуждите си.
VII. Система за въздушни възглавници
1. Принцип на работа и структура на въздушните възглавници
- Системата на въздушните възглавници се състои главно от сензори, електронни контролни блокове (ECU) и компоненти на въздушните възглавници. Когато автомобил се сблъска, сензорът за сблъсък, инсталиран в предната част на автомобила, ще открие информация като интензитета и посоката на сблъсъка и ще предаде тази информация на ECU. Ако интензитетът на сблъсъка надвиши зададения праг, ECU незабавно ще задейства генератора на газ в модула на въздушната възглавница.
- Химическите вещества в газовия генератор реагират бързо и произвеждат голямо количество газ, което надува въздушната възглавница за много кратко време, образувайки буфер между водача и волана (или пътника и таблото и т.н.), намаляване на щетите върху човешкото тяло, причинени от сблъсъка.
В автомобила има много видове електрически компоненти и техните съответни принципи на работа са сложни, но взаимосвързани. Заедно те съставляват автомобилната електрическа система, която осигурява гаранция за безопасността, комфорта и ефективната работа на автомобила.
