Elektrický systém automobilu je jako nervový systém automobilu. Různé elektrické komponenty spolupracují, aby zajistily normální provoz automobilu. Princip fungování automobilových elektrických komponent bude vysvětlen z několika hledisek níže.
1. Systém napájení
1. Baterie
- Baterie je nezávislým zdrojem energie pro elektrický systém automobilu. Skládá se z kladné a záporné elektrody. V automobilu je záporná elektroda baterie obvykle uzemněna a kladná elektroda napájí elektrický systém. Princip činnosti baterie je založen na vzájemné přeměně chemické energie a elektrické energie. Během procesu nabíjení externí zdroj energie přeměňuje elektrickou energii na chemickou energii a ukládá ji; během procesu vybíjení se chemická energie přeměňuje na elektrickou energii, která zajišťuje proud pro elektrické zařízení v autě. Když například není nastartován motor auta, baterie napájí autorádio, vnitřní osvětlení a další zařízení.
- Kapacita baterie určuje, kolik elektrické energie může poskytnout. Jeho kapacita je ovlivněna mnoha faktory, jako je plocha destičky, množství účinných látek atd. Pokud napětí baterie klesne, sníží se proud a nakonec to nebude stačit na to, aby komponenty fungovaly
2. Alternátor
- Alternátor je hlavním zdrojem energie, když je vůz v provozu. Jeho pracovní princip je založen na zákonu elektromagnetické indukce. Když motor běží, rotor alternátoru je poháněn řemenem k otáčení, vinutí magnetického pole na rotoru generuje točivé magnetické pole a vinutí statoru přerušuje magnetické siločáry, čímž generuje střídavou elektromotorickou sílu. Střídavý proud generovaný alternátorem je usměrňován usměrňovačem a přeměněn na stejnosměrný proud, který nabíjí elektrický systém automobilu a dodává elektrickou energii.
- Alternátor má také funkci regulace napětí. Prostřednictvím regulátoru napětí může automaticky upravit výstupní napětí podle zatížení elektrického systému automobilu a stavu nabití baterie, aby bylo zajištěno, že napětí je stabilní ve vhodném rozsahu pro ochranu elektrického zařízení.
2. Startovací systém
1. Startér
- Hlavní funkcí startéru je přeměnit elektrickou energii baterie na mechanickou energii, pohánět klikový hřídel motoru do otáčení a nastartovat motor. Startér se skládá ze tří částí: stejnosměrného motoru, převodového mechanismu a ovládacího zařízení.
- Když řidič otočí klíčkem zapalování, aby nastartoval vůz, řídicí obvod se zapojí a proud teče z baterie do stejnosměrného motoru startéru. Vinutí kotvy stejnosměrného motoru se otáčí v magnetickém poli působením elektromagnetické síly a přenáší točivý moment na věnec setrvačníku motoru přes převodový mechanismus a pohání klikový hřídel motoru do otáčení. Po úspěšném nastartování motoru dojde k automatickému odpojení řídicího obvodu startéru, aby se zabránilo poškození startéru při vysokých otáčkách motoru.
III. Systém zapalování
1. Tradiční zapalovací systém
- Tradiční zapalovací systém se skládá hlavně z napájecího zdroje (baterie a generátor střídavého proudu), zapalovací cívky, rozdělovače, zapalovací svíčky atd. Jeho pracovní proces je: když je motor v chodu, kontakty přerušovače v rozdělovači jsou neustále otevřeny a zavírány . Když jsou kontakty sepnuté, proud prochází primárním vinutím zapalovací cívky a kolem primárního vinutí se vytváří magnetické pole; při rozpojení kontaktů se náhle přeruší proud v primárním vinutí a magnetické pole rychle zmizí. Díky principu elektromagnetické indukce se v sekundárním vinutí zapalovací cívky indukuje vysoké napětí.
- Toto vysoké napětí je distribuováno do každé zapalovací svíčky přes rozdělovač podle pracovního řádu motoru a mezera mezi elektrodami zapalovací svíčky je prolomena, čímž se generuje elektrická jiskra k zapálení směsi. Například u čtyřdobého benzínového motoru se zapalovací svíčka zapálí na konci kompresního zdvihu, což způsobí spálení a expanzi směsi, což tlačí píst k práci.
2. Elektronický zapalovací systém
- Elektronický zapalovací systém nahrazuje kontakty jističe v tradičním zapalovacím systému elektronickými součástkami (jako jsou tranzistory atd.). Jeho pracovní princip je: otáčky motoru a informace o poloze jsou detekovány snímači (jako jsou snímače polohy klikového hřídele atd.) a tyto informace jsou přenášeny do elektronické řídicí jednotky (ECU). ECU na základě těchto informací vypočítává časování zapalování a řídí zapínání a vypínání primárního vinutí zapalovací cívky, čímž generuje vysoké napětí v sekundárním vinutí, které poskytuje zapalovací energii pro zapalovací svíčku. Elektronický zapalovací systém má výhody vysoké energie zapalování a přesného časování zapalování, což může zlepšit výkon a spotřebu paliva motoru.
IV. Osvětlovací, signalizační, přístrojové a poplašné systémy
1. Systém osvětlení
- Systém automobilového osvětlení zahrnuje světlomety, zadní světla, mlhová světla atd. Hlavní funkcí světlometů je poskytnout řidiči osvětlení vozovky v noci nebo za snížené viditelnosti. Mezi žárovky světlometů patří halogenové výbojky, xenonové výbojky a LED výbojky. Vezměme si jako příklad halogenové žárovky, když proud prochází vláknem, vlákno se zahřeje a vyzařuje světlo a světlo je zaostřeno a promítáno na silnici před vámi přes reflektor a čočku.
- Zadní světla se používají hlavně k zobrazení polohy a jízdního stavu vozidla zadním vozidlům a chodcům v noci nebo za snížené viditelnosti. Mlhové světlomety se používají za špatných povětrnostních podmínek, jako jsou mlžné dny. Barva světla mlhových světlometů je obvykle žlutá nebo bílá. Má silnou rozptylovou schopnost a dokáže proniknout hustou mlhou, aby zlepšila bezpečnost jízdy.
2. Signální systém
- Signalizační systém vozu zahrnuje blinkry, brzdová světla a zpětná světla. Ukazatele směru se používají k označení záměru vozidla odbočit ostatním vozidlům a chodcům. Když řidič stiskne spínač ukazatelů směru, obvod je připojen a ukazatel směru bliká. Brzdové světlo se rozsvítí, když řidič sešlápne brzdový pedál, a vyšle signál brzdění zadnímu vozidlu. Zpětné světlo se rozsvítí, když vozidlo couvá, aby upozornilo zadní vozidla a chodce.
3. Přístroje a poplašné systémy
- Automobilový přístrojový systém zahrnuje rychloměr, otáčkoměr, palivoměr, teploměr vody atd. Tyto přístroje získávají příslušné provozní parametry automobilu prostřednictvím senzorů a převádějí je na ukazatele nebo čísla, která se zobrazují na palubní desce tak, aby řidič mohl pochopit provozní stav automobilu. Například rychloměr detekuje rychlost otáčení kola prostřednictvím snímače rychlosti a vypočítává rychlost jízdy automobilu na základě obvodu kola.
- Poplašné zařízení se používá k vyslání varovného signálu řidiči, když má vůz abnormální situaci. Například když je teplota chladicí kapaliny motoru příliš vysoká, rozsvítí se varovná kontrolka teploty vody; když je hladina paliva v palivové nádrži příliš nízká, rozsvítí se varovná kontrolka paliva.
V. Pomocná elektrická zařízení
1. Automobilové elektrické dveře a okna, centrální zamykání dveří a elektrická zpětná zrcátka
- Automobilový elektrický dveřní a okenní systém pohání okenní sklo nahoru a dolů motorem. Když řidič stiskne spínač zdvihu okna, obvod se zapojí, motor se otáčí dopředu nebo dozadu a pohání sklo nahoru nebo dolů. Centrální zamykání dveří může ovládat zamykání a odemykání všech dveří současně pomocí spínače zamykání dveří na straně řidiče. Elektrické zpětné zrcátko nastavuje úhel zpětného zrcátka pomocí elektromotoru tak, aby vyhovovalo zornému poli řidiče.
2. Dálkové ovládání zařízení zabezpečení proti krádeži mechanismus
- Bezpečnostní mechanismus dálkového ovládání proti krádeži vysílá signál do vozu prostřednictvím dálkového ovládání. Když řidič stiskne zamykací tlačítko na dálkovém ovladači, signál přijme přijímač na autě, systém centrálního zamykání dveří zamkne dveře a systém ochrany proti krádeži přejde do pohotovostního stavu. Pokud někdo neoprávněně otevře dveře nebo nastartuje auto, systém ochrany proti krádeži spustí poplašné zařízení, spustí alarm a zabliká světly.
VI. Automobilový klimatizační systém
1. Chladicí provozní systém chlazení a klimatizace
- Chladicí systém klimatizace automobilu se skládá hlavně z kompresoru, kondenzátoru, výparníku, expanzního ventilu atd. Chladivo (obvykle R-134a) cirkuluje v systému. Kompresor stlačuje plynné chladivo na plyn o vysoké teplotě a vysokém tlaku a poté jej posílá do kondenzátoru. V kondenzátoru odvádí vysokoteplotní a vysokotlaké plynné chladivo teplo ven přes chladič a po ochlazení se stává vysokotlakým kapalným chladivem.
- Po přiškrcení a odtlakování vysokotlakého kapalného chladiva expanzním ventilem se z něj stává nízkoteplotní a nízkotlaké kapalné chladivo a vstupuje do výparníku. Ve výparníku kapalné chladivo absorbuje teplo okolního vzduchu a odpařuje se, čímž se snižuje povrchová teplota výparníku, čímž je dosaženo chladicího účinku. Odpařené chladivo je znovu nasáváno do kompresoru, aby se zahájil další cyklus.
2. Ovládání klimatizačního systému
- Ovládání klimatizačního systému automobilu zahrnuje ovládání teploty, ovládání množství vzduchu atd. Řízení teploty je dosaženo úpravou chladicího výkonu výparníku. Například, když řidič nastaví nižší teplotu, řídicí systém klimatizace prodlouží pracovní dobu kompresoru nebo zvýší rychlost kompresoru, aby se zlepšil chladicí účinek. Regulace množství vzduchu je dosaženo nastavením rychlosti dmychadla. Řidič si může zvolit různé rychlostní stupně pro objem vzduchu podle svých potřeb.
VII. Airbagový systém
1. Princip činnosti a konstrukce airbagů
- Systém airbagů se skládá hlavně ze senzorů, elektronických řídicích jednotek (ECU) a komponent airbagů. Když se auto srazí, kolizní senzor nainstalovaný v přední části vozu detekuje informace, jako je intenzita a směr srážky, a přenese tyto informace do ECU. Pokud intenzita kolize překročí nastavenou prahovou hodnotu, ECU okamžitě spustí generátor plynu v sestavě airbagu.
- Chemické látky v generátoru plynu reagují tak, že rychle vytvoří velké množství plynu, který ve velmi krátké době nafoukne airbag a vytvoří nárazník mezi řidičem a volantem (nebo spolujezdcem a palubní deskou atd.), snížení poškození lidského těla způsobeného srážkou.
V autě je mnoho druhů elektrických součástí a jejich příslušné pracovní principy jsou složité, ale vzájemně propojené. Společně tvoří elektrický systém automobilu, který poskytuje záruku bezpečnosti, pohodlí a efektivního provozu vozu.
