Електрична система автомобіля схожа на нервову систему автомобіля. Різні електричні компоненти працюють разом, щоб забезпечити нормальну роботу автомобіля. Принцип роботи автомобільних електричних компонентів буде пояснено з кількох аспектів нижче.
1. Система живлення
1. Акумулятор
- Акумуляторна батарея є автономним джерелом живлення автомобільної електросистеми. Він складається з позитивного електрода і негативного електрода. В автомобілі негативний електрод акумулятора зазвичай заземлений, а позитивний електрод живить електричну систему. Принцип роботи батареї заснований на взаємному перетворенні хімічної енергії та електричної енергії. Під час заряджання зовнішнє джерело живлення перетворює електричну енергію в хімічну та зберігає її; під час процесу розряду хімічна енергія перетворюється на електричну, щоб забезпечити струм для електрообладнання автомобіля. Наприклад, коли двигун автомобіля не заводиться, акумулятор живить магнітолу автомобіля, освітлення салону та інше обладнання.
- Ємність батареї визначає, скільки електроенергії вона може забезпечити. На його ємність впливає багато факторів, таких як площа пластини, кількість активних речовин і т. д. Якщо напруга батареї падає, струм буде зменшуватися, і в кінцевому підсумку його буде недостатньо для роботи компонентів.
2. Генератор
- Генератор є основним джерелом живлення під час руху автомобіля. Його принцип роботи заснований на законі електромагнітної індукції. Коли двигун працює, ротор генератора змінного струму приводиться в обертання ременем, магнітне поле, яке обертається на роторі, створює обертове магнітне поле, а обмотка статора розрізає магнітні силові лінії, тим самим створюючи змінну електрорушійну силу. Змінний струм, що створюється генератором змінного струму, випрямляється випрямлячем і перетворюється на постійний струм, який заряджає електричну систему автомобіля та забезпечує електроенергією.
- Генератор також має функцію регулювання напруги. За допомогою регулятора напруги він може автоматично регулювати вихідну напругу відповідно до навантаження електричної системи автомобіля та стану зарядки батареї, щоб забезпечити стабільність напруги в межах відповідного діапазону для захисту електричного обладнання.
2. Система запуску
1. Стартер
- Основною функцією стартера є перетворення електричної енергії батареї в механічну, приведення в обертання колінчастого вала двигуна та запуск двигуна. Стартер складається з трьох частин: двигуна постійного струму, передавального механізму і пристрою керування.
- Коли водій повертає ключ запалювання, щоб завести автомобіль, ланцюг управління підключається, і струм тече від батареї в двигун постійного струму стартера. Обмотка якоря двигуна постійного струму обертається в магнітному полі під дією електромагнітної сили і передає крутний момент на зубчастий вінець маховика двигуна через механізм передачі, приводячи в обертання колінчастий вал двигуна. Після успішного запуску двигуна ланцюг керування стартером буде автоматично відключено, щоб запобігти пошкодженню стартера обертанням двигуна на високій швидкості.
III. Система запалювання
1. Традиційна система запалювання
- Традиційна система запалювання в основному складається з джерела живлення (акумулятор і генератор змінного струму), котушки запалювання, розподільника, свічки запалювання тощо. Її робочий процес такий: коли двигун працює, контакти вимикача в розподільнику постійно розмикаються та замикаються. . При замиканні контактів через первинну обмотку котушки запалювання проходить струм, а навколо первинної обмотки утворюється магнітне поле; при роз'єднанні контактів струм в первинній обмотці раптово переривається, і магнітне поле швидко зникає. Завдяки принципу електромагнітної індукції у вторинній обмотці котушки запалювання індукується висока напруга.
- Ця висока напруга розподіляється на кожну свічку запалювання через розподільник відповідно до робочого режиму двигуна, і проміжок між електродами свічки розбивається, генеруючи електричну іскру для запалювання суміші. Наприклад, у чотиритактному бензиновому двигуні свічка запалювання запалюється в кінці такту стиснення, змушуючи суміш горіти та розширюватися, штовхаючи поршень до роботи.
2. Електронна система запалювання
- Електронна система запалювання замінює контакти автоматичного вимикача в традиційній системі запалювання електронними компонентами (такими як транзистори тощо). Його принцип роботи такий: швидкість двигуна та інформація про положення виявляються датчиками (такими як датчики положення колінчастого вала тощо), і ця інформація передається в електронний блок керування (ECU). ECU розраховує час запалювання на основі цієї інформації та контролює вмикання та вимикання первинної обмотки котушки запалювання, тим самим генеруючи високу напругу у вторинній обмотці, щоб забезпечити енергію запалювання для свічки запалювання. Електронна система запалювання має переваги високої енергії запалювання та точної синхронізації запалювання, що може покращити продуктивність та економію палива двигуна.
IV. Системи освітлення, сигналізації, приладів та сигналізації
1. Система освітлення
- Система освітлення автомобіля включає фари, задні ліхтарі, протитуманні фари та ін. Основна функція фар - забезпечити водія освітленням дороги попереду вночі або в умовах недостатньої видимості. До складу ламп фар входять галогенні лампи, ксенонові лампи та світлодіодні лампи. Якщо взяти галогенні лампи як приклад, коли струм проходить через нитку розжарювання, нитка розжарювання нагрівається та випромінює світло, а світло фокусується та проектується на дорогу попереду через відбивач та лінзу.
- Задні ліхтарі в основному використовуються, щоб показати положення та стан руху транспортного засобу позаду та пішоходів вночі або в умовах недостатньої видимості. Протитуманні фари використовуються в поганих погодних умовах, наприклад у туманні дні. Колір світла протитуманних фар зазвичай жовтий або білий. Він має сильну здатність до розсіювання та може проникати крізь густий туман для підвищення безпеки водіння.
2. Сигнальна система
- Сигнальна система автомобіля включає покажчики повороту, стоп-сигнали та ліхтарі заднього ходу. Покажчики повороту використовуються для вказівки іншим транспортним засобам і пішоходам наміру повороту автомобіля. Коли водій натискає перемикач покажчиків повороту, ланцюг підключається, і покажчик повороту блимає. Стоп-сигнал загоряється, коли водій натискає на педаль гальма, надсилаючи сигнал гальмування позаду автомобіля. Ліхтар заднього ходу загоряється, коли автомобіль рухається заднім ходом, щоб попередити транспортні засоби, що йдуть ззаду, і пішоходів.
3. Прилади та сигналізація
- Система приладів автомобіля включає спідометр, тахометр, покажчик палива, датчик температури води тощо. Ці прилади отримують відповідні робочі параметри автомобіля за допомогою датчиків і перетворюють їх у покажчики або числа, які відображаються на панелі приладів, щоб водій міг зрозуміти робочий стан автомобіля. Наприклад, спідометр визначає швидкість обертання колеса через датчик швидкості та розраховує швидкість руху автомобіля на основі окружності колеса.
- Пристрій сигналізації використовується для надсилання попереджувального сигналу водієві, коли автомобіль має нестандартну ситуацію. Наприклад, коли температура охолоджувальної рідини двигуна занадто висока, загоряється контрольна лампа температури води; коли рівень палива в паливному баку занадто низький, загоряється контрольна лампа палива.
V. Допоміжне електрообладнання
1. Автомобільні електричні двері та вікна, центральні замки та електричні дзеркала заднього виду
- Автомобільна електрична система дверей і вікон змушує віконне скло підніматися і опускатися за допомогою двигуна. Коли водій керує перемикачем підйому вікна, ланцюг підключається, двигун обертається вперед або назад і змушує віконне скло підніматися або опускатися. Система центрального блокування дверей може керувати блокуванням і розблокуванням усіх дверей одночасно за допомогою перемикача дверних замків на стороні водія. Електричне дзеркало заднього виду регулює кут нахилу дзеркала заднього виду за допомогою електромотора відповідно до поля зору водія.
2. Пристрій дистанційного керування захисним протиугінним механізмом
- Пристрій дистанційного керування захисним протиугінним механізмом посилає сигнал в автомобіль через пульт дистанційного керування. Коли водій натискає кнопку блокування на пульті дистанційного керування, сигнал приймається приймачем автомобіля, центральний замок блокує двері, а протиугінна система переходить у стан тривоги. Якщо хтось незаконно відчинить двері або заведе автомобіль, протиугінна система спрацює сигналізацію, подасть звуковий сигнал і блимне світлом.
VI. Автомобільна система кондиціонування
1. Система холодоагенту холодильного обладнання та кондиціювання повітря
- Система охолодження автомобільного кондиціонера в основному складається з компресора, конденсатора, випарника, розширювального клапана тощо. Холодоагент (зазвичай R-134a) циркулює в системі. Компресор стискає газоподібний холодоагент у газ високої температури та високого тиску, а потім надсилає його в конденсатор. У конденсаторі газоподібний холодоагент високої температури та високого тиску розсіює тепло назовні через радіатор і після охолодження стає рідким холодоагентом високого тиску.
- Після того, як рідкий холодоагент під високим тиском дроселюється та знижується тиск за допомогою розширювального клапана, він стає рідким холодоагентом із низькою температурою та низьким тиском і надходить у випарник. У випарнику рідкий холодоагент поглинає тепло навколишнього повітря та випаровується, що знижує температуру поверхні випарника, тим самим досягаючи ефекту охолодження. Випарений холодоагент знову всмоктується в компресор для запуску наступного циклу.
2. Управління системою кондиціонування
- Управління системою кондиціонування повітря автомобіля включає в себе контроль температури, контроль об’єму повітря тощо. Контроль температури досягається регулюванням холодопродуктивності випарника. Наприклад, коли водій встановлює нижчу температуру, система керування кондиціонером збільшить час роботи компресора або збільшить швидкість компресора, щоб покращити ефект охолодження. Регулювання об'єму повітря досягається регулюванням швидкості повітродувки. Водій може вибрати різні передачі обсягу повітря відповідно до своїх потреб.
VII. Система подушок безпеки
1. Принцип роботи та будова подушок безпеки
- Система подушок безпеки в основному складається з датчиків, електронних блоків керування (ECU) і компонентів подушок безпеки. Під час зіткнення автомобіля датчик зіткнення, встановлений у передній частині автомобіля, виявляє таку інформацію, як інтенсивність і напрямок зіткнення, і передає цю інформацію в ECU. Якщо інтенсивність зіткнення перевищує встановлений поріг, ЕБУ негайно запустить газогенератор у системі подушки безпеки.
- Хімічні речовини в газогенераторі реагують, швидко виробляючи велику кількість газу, який надуває подушку безпеки за дуже короткий час, утворюючи буфер між водієм і кермом (або пасажиром і панеллю приладів тощо), зменшення шкоди, завданої тілу людини внаслідок зіткнення.
В автомобілі є багато видів електричних компонентів, і їхні відповідні принципи роботи складні, але взаємопов’язані. Разом вони складають автомобільну електричну систему, яка забезпечує безпеку, комфорт і ефективну роботу автомобіля.
