Het elektrische systeem van een auto is als het zenuwstelsel van een auto. De verschillende elektrische componenten werken samen om de normale werking van de auto te garanderen. Het werkingsprincipe van elektrische componenten van auto's zal hieronder vanuit verschillende aspecten worden uitgelegd.
1. Voedingssysteem
1. Batterij
- De accu is een onafhankelijke energiebron voor het elektrische systeem van de auto. Het bestaat uit een positieve elektrode en een negatieve elektrode. In de auto is de negatieve elektrode van de batterij meestal geaard en voedt de positieve elektrode het elektrische systeem. Het werkingsprincipe van de batterij is gebaseerd op de wederzijdse omzetting van chemische energie en elektrische energie. Tijdens het laadproces zet de externe stroombron elektrische energie om in chemische energie en slaat deze op; tijdens het ontladingsproces wordt de chemische energie omgezet in elektrische energie om stroom te leveren aan de elektrische apparatuur van de auto. Als de motor van de auto niet gestart is, voedt de accu bijvoorbeeld de radio, de binnenverlichting en andere apparatuur van de auto.
- De capaciteit van de batterij bepaalt hoeveel elektrische energie deze kan leveren. De capaciteit wordt beïnvloed door vele factoren, zoals het oppervlak van de plaat, de hoeveelheid actieve stoffen, enz. Als de batterijspanning daalt, zal de stroom afnemen en uiteindelijk zal het niet voldoende zijn om de componenten te laten werken
2. Dynamo
- De dynamo is de belangrijkste krachtbron wanneer de auto loopt. Het werkingsprincipe is gebaseerd op de wet van elektromagnetische inductie. Wanneer de motor draait, wordt de rotor van de dynamo door de riem in beweging gebracht, de magnetische veldwikkeling op de rotor genereert een roterend magnetisch veld en de statorwikkeling snijdt de magnetische krachtlijnen door, waardoor een wisselende elektromotorische kracht wordt gegenereerd. De door de dynamo gegenereerde wisselstroom wordt door de gelijkrichter gelijkgericht en omgezet in gelijkstroom, die het elektrische systeem van de auto oplaadt en elektrische energie levert.
- De dynamo heeft ook de functie van het regelen van de spanning. Via de spanningsregelaar kan hij de uitgangsspanning automatisch aanpassen aan de belasting van het elektrische systeem van de auto en de laadstatus van de accu, om ervoor te zorgen dat de spanning binnen een geschikt bereik stabiel is om elektrische apparatuur te beschermen.
2. Startsysteem
1. Voorgerecht
- De belangrijkste functie van de starter is het omzetten van de elektrische energie van de accu in mechanische energie, het aandrijven van de krukas van de motor en het starten van de motor. De starter bestaat uit drie delen: een gelijkstroommotor, een transmissiemechanisme en een bedieningsapparaat.
- Wanneer de bestuurder de contactsleutel omdraait om de auto te starten, wordt het stuurcircuit aangesloten en vloeit er stroom van de accu naar de gelijkstroommotor van de starter. De ankerwikkeling van de gelijkstroommotor roteert in het magnetische veld onder invloed van elektromagnetische kracht en brengt het koppel via het transmissiemechanisme over naar het vliegwielringtandwiel van de motor, waardoor de krukas van de motor gaat draaien. Zodra de motor succesvol start, wordt het stuurcircuit van de starter automatisch losgekoppeld om te voorkomen dat de starter beschadigd raakt door het hoge toerental van de motor.
III. Ontstekingssysteem
1. Traditioneel ontstekingssysteem
- Het traditionele ontstekingssysteem bestaat voornamelijk uit een voeding (accu en AC-generator), bobine, verdeler, bougie, enz. Het werkproces is: wanneer de motor draait, worden de onderbrekercontacten in de verdeler voortdurend geopend en gesloten . Wanneer de contacten gesloten zijn, stroomt er stroom door de primaire wikkeling van de bobine en wordt er een magnetisch veld gegenereerd rond de primaire wikkeling; wanneer de contacten worden losgekoppeld, wordt de stroom in de primaire wikkeling plotseling onderbroken en verdwijnt het magnetische veld snel. Door het principe van elektromagnetische inductie wordt er een hoge spanning geïnduceerd in de secundaire wikkeling van de bobine.
- Deze hoge spanning wordt via de verdeler naar elke bougie gedistribueerd, afhankelijk van de werking van de motor, en de opening tussen de bougie-elektroden wordt afgebroken, waardoor een elektrische vonk ontstaat die het mengsel ontsteekt. In een viertaktbenzinemotor ontsteekt de bougie bijvoorbeeld aan het einde van de compressieslag, waardoor het mengsel verbrandt en uitzet, waardoor de zuiger wordt gedwongen werk te doen.
2. Elektronisch ontstekingssysteem
- Het elektronische ontstekingssysteem vervangt de contacten van de stroomonderbrekers in het traditionele ontstekingssysteem door elektronische componenten (zoals transistors, enz.). Het werkingsprincipe is: de informatie over het motortoerental en de positie worden gedetecteerd door sensoren (zoals krukaspositiesensoren, enz.) en deze informatie wordt verzonden naar de elektronische regeleenheid (ECU). De ECU berekent op basis van deze informatie het ontstekingstijdstip en regelt het in- en uitschakelen van de primaire wikkeling van de bobine, waardoor een hoge spanning in de secundaire wikkeling wordt gegenereerd om ontstekingsenergie voor de bougie te leveren. Het elektronische ontstekingssysteem heeft de voordelen van een hoge ontstekingsenergie en een nauwkeurig ontstekingstijdstip, waardoor de prestaties en het brandstofverbruik van de motor kunnen worden verbeterd.
IV. Verlichtings-, signaal-, instrumentatie- en alarmsystemen
1. Verlichtingssysteem
- Het autoverlichtingssysteem omvat koplampen, achterlichten, mistlampen, enz. De belangrijkste functie van de koplampen is om de bestuurder 's nachts of bij slecht zicht te voorzien van verlichting voor de weg voor hem. De lampen van koplampen omvatten halogeenlampen, xenonlampen en LED-lampen. Als we bijvoorbeeld halogeenlampen nemen: als er stroom door de gloeidraad gaat, warmt de gloeidraad op en straalt licht uit. Het licht wordt gefocusseerd en via de reflector en de lens op de weg voor ons geprojecteerd.
- Achterlichten worden voornamelijk gebruikt om 's nachts of bij slecht zicht de positie en rijstatus van het voertuig aan de achterste voertuigen en voetgangers te tonen. Mistlampen worden gebruikt bij slechte weersomstandigheden zoals mistige dagen. De lichtkleur van mistlampen is meestal geel of wit. Het heeft een sterk verstrooiend vermogen en kan door dikke mist dringen om de rijveiligheid te verbeteren.
2. Signaalsysteem
- Het autosignaalsysteem omvat richtingaanwijzers, remlichten en achteruitrijlichten. Richtingaanwijzers worden gebruikt om de afslagintentie van het voertuig aan andere voertuigen en voetgangers aan te geven. Wanneer de bestuurder de richtingaanwijzerschakelaar bedient, wordt het circuit aangesloten en knippert de richtingaanwijzer. Het remlicht gaat branden wanneer de bestuurder het rempedaal intrapt en stuurt een remsignaal naar het achtervoertuig. Het achteruitrijlicht gaat branden wanneer het voertuig achteruitrijdt om de achterste voertuigen en voetgangers te waarschuwen.
3. Instrumenten en alarmsystemen
- Het auto-instrumentensysteem omvat de snelheidsmeter, toerenteller, brandstofmeter, watertemperatuurmeter, enz. Deze instrumenten verkrijgen de relevante bedrijfsparameters van de auto via sensoren en zetten deze om in wijzers of cijfers die op het dashboard kunnen worden weergegeven, zodat de bestuurder kan inzicht krijgen in de bedrijfsstatus van de auto. De snelheidsmeter detecteert bijvoorbeeld de rotatiesnelheid van het wiel via de snelheidssensor en berekent de rijsnelheid van de auto op basis van de omtrek van het wiel.
- Het alarmapparaat wordt gebruikt om een waarschuwingssignaal naar de bestuurder te sturen wanneer de auto zich in een abnormale situatie bevindt. Als de temperatuur van de motorkoelvloeistof bijvoorbeeld te hoog is, gaat het waarschuwingslampje voor de watertemperatuur branden; wanneer het brandstofniveau in de brandstoftank te laag is, gaat het brandstofwaarschuwingslampje branden.
V. Elektrische hulpapparatuur
1. Elektrische deuren en ramen van auto's, centrale deursloten en elektrische achteruitkijkspiegels
- Het elektrische deur- en raamsysteem van de auto zorgt ervoor dat het raamglas door de motor omhoog en omlaag gaat. Wanneer de bestuurder de raamliftschakelaar bedient, wordt het circuit aangesloten, draait de motor naar voren of naar achteren en zorgt ervoor dat het raamglas omhoog of omlaag gaat. Het centrale deurvergrendelingssysteem kan het vergrendelen en ontgrendelen van alle deuren tegelijkertijd regelen via de deurslotschakelaar aan de bestuurderszijde. De elektrische achteruitkijkspiegel past de hoek van de achteruitkijkspiegel via een elektromotor aan het gezichtsveld van de bestuurder aan.
2. Beveiligingsmechanisme tegen diefstal op afstand
- Het antidiefstalmechanisme van de afstandsbediening stuurt via de afstandsbediening een signaal naar de auto. Wanneer de bestuurder op de vergrendelknop op de afstandsbediening drukt, wordt het signaal ontvangen door de ontvanger op de auto, vergrendelt het centrale deurvergrendelingssysteem de deur en gaat het antidiefstalsysteem in de alarmstatus. Als iemand illegaal de deur opent of de auto start, activeert het antidiefstalsysteem het alarmapparaat, laat een alarm horen en laat de lichten knipperen.
VI. Airconditioningsysteem voor auto's
1. Koelmiddelbesturingssysteem van koeling en airconditioning
- Het koelsysteem van de auto-airconditioning bestaat hoofdzakelijk uit een compressor, een condensor, een verdamper, een expansieklep, enz. Het koelmiddel (meestal R-134a) circuleert in het systeem. De compressor comprimeert het gasvormige koelmiddel tot een gas met een hoge temperatuur en hoge druk en stuurt dit vervolgens naar de condensor. In de condensor verspreidt het gasvormige koelmiddel met hoge temperatuur en hoge druk de warmte via het koellichaam naar buiten en wordt na afkoeling een vloeibaar koelmiddel onder hoge druk.
- Nadat het vloeibare koelmiddel onder hoge druk door het expansieventiel wordt gesmoord en drukloos wordt gemaakt, wordt het een vloeibaar koelmiddel met lage temperatuur en lage druk en komt het in de verdamper. In de verdamper absorbeert het vloeibare koelmiddel de warmte van de omringende lucht en verdampt, waardoor de oppervlaktetemperatuur van de verdamper daalt, waardoor een koelend effect wordt bereikt. Het verdampte koelmiddel wordt opnieuw in de compressor gezogen om de volgende cyclus te starten.
2. Controle van het airconditioningsysteem
- De regeling van het airconditioningsysteem van auto's omvat temperatuurregeling, luchtvolumeregeling, enz. Temperatuurregeling wordt bereikt door het koelvermogen van de verdamper aan te passen. Wanneer de bestuurder bijvoorbeeld een lagere temperatuur instelt, zal het airconditioningregelsysteem de werktijd van de compressor verlengen of de snelheid van de compressor verhogen om het koeleffect te verbeteren. De regeling van het luchtvolume wordt bereikt door de snelheid van de ventilator aan te passen. De bestuurder kan afhankelijk van zijn behoeften verschillende luchtvolumeversnellingen kiezen.
VII. Airbagsysteem
1. Werkingsprincipe en structuur van airbags
- Het airbagsysteem bestaat voornamelijk uit sensoren, elektronische regeleenheden (ECU's) en airbagcomponenten. Wanneer een auto in botsing komt, detecteert de aan de voorzijde van de auto geïnstalleerde botsingssensor informatie zoals de intensiteit en richting van de botsing en verzendt deze informatie naar de ECU. Als de botsintensiteit de ingestelde drempel overschrijdt, activeert de ECU onmiddellijk de gasgenerator in de airbagconstructie.
- De chemische stoffen in de gasgenerator reageren en produceren snel een grote hoeveelheid gas, waardoor de airbag in zeer korte tijd wordt opgeblazen en een buffer wordt gevormd tussen de bestuurder en het stuur (of de passagier en het dashboard, enz.), het verminderen van de schade aan het menselijk lichaam veroorzaakt door de botsing.
Er zijn veel soorten elektrische componenten in de auto, en hun respectieve werkingsprincipes zijn complex maar onderling verbonden. Samen vormen ze het elektrische systeem van de auto, dat een garantie biedt voor de veiligheid, het comfort en de efficiënte werking van de auto.
