Электрооборудование автомобиля

Электрическая система автомобиля — это совокупность оборудования, которое генерирует, передает и потребляет электрическую энергию в автомобиле. В целом, это сложный комплекс систем, устройств и оборудования, которые обеспечивают работу всех частей автомобиля, автоматизируют процессы и обеспечивают комфорт, удобство и безопасность для людей.

Электрооборудование автомобиля

Все основные электрические модули и аксессуары соединены между собой электрическими проводами. Они выполняют функции нервной и кровеносной системы. Они могут использоваться для активации отдельного устройства или передачи электроэнергии для питания устройств. Неисправные провода могут привести к возгоранию или неработоспособности того или иного устройства в автомобиле. А отказ любой электрической системы может привести к аварии и невозможности завести или эксплуатировать автомобиль.

Источниками электроэнергии являются устройства, преобразующие электроэнергию. Это генератор и аккумулятор, где генератор преобразует механическую энергию в электрическую, а аккумулятор преобразует химическую энергию в электрическую. Потребители электроэнергии — это устройства, преобразующие электрическую энергию в другие формы, такие как движение, свет и тепло. Это могут быть системы запуска двигателя, лампочки, измерительные приборы, электроприборы в виде стеклоочистителей, обогревателей, прикуривателя, радиоприемников, кондиционеров и тому подобное.

Аккумулятор используется для питания потребителей электротоком во время запуска движка, во время его низких оборотов, либо в момент, когда он отключен. Генератор питает электротоком все электрические устройства, в том числе заряжает аккумулятор. Мощность и емкость данных устройств должна отвечать аналогичным параметрам потребителей при различных режимах работы машины.

Электрооборудование автомобиля в виде потребителей энергии классифицируются на 3 составляющие:

1. Небольшая продолжительность.
2. большая продолжительность.
3. основная операция.

Основные приемники — это устройства, которые необходимы для поддержания автомобиля в рабочем состоянии. Впрыск, запуск, управление двигателем, топливная система, автоматическая коробка передач, электроусилитель и так далее.

К оборудованию с длительным сроком службы относится оборудование в виде кондиционера, освещения, системы безопасности, навигационного оборудования, противоугонного оборудования, отопителя и так далее.

К оборудованию с коротким сроком службы относится оборудование в виде систем стартера, зажигалок, рожков, свечей накаливания и так далее.

Контроллеры включают в себя блоки предохранителей, блоки управления и реле. Они координируют работу источников и потребителей энергии. Блоки управления используются для управления потребляемой мощностью, напряжением и нагрузкой электроприборов, обогревателей, стеклоочистителей, системы освещения и так далее. Помимо жгута проводов, в бортовой системе используются шины данных, которые соединяют электронные блоки управления.

Устройство

Аккумулятор — один из самых важных электрических компонентов автомобиля. Это химический источник энергии, который работает путем накопления и высвобождения энергии. Накопление и перенос заряда возможны благодаря перемещению ряда клеток из одного состояния в другое. Основными характеристиками батареи являются емкость и напряжение. Его корпус изготовлен из кислотостойкого пластика. Он содержит 6 секций, в которых ячейки состоят из пластин и сепараторов. Эти ячейки соединены мостиками, а корпус закрыт пластиковой крышкой. Батарея имеет два вывода, к которым подключаются кабельные клеммы. Аккумулятор находится в отсеке под капотом автомобиля.

Электрогенератор — это устройство, напоминающее электродвигатель, но принципиально отличающееся от него. Он вырабатывает электроэнергию, вращая свой якорь с помощью ременной передачи, которая получает вращательное движение от двигателя внутреннего сгорания. Генератор переменного тока имеет 2 обмотки, что позволяет стабилизировать вырабатываемое им напряжение. Принцип его работы основан на эффекте самоиндукции.

Далее следует обратить внимание на компоненты, обеспечивающие запуск и последующую работу двигателя внутреннего сгорания и, соответственно, непосредственное движение машины.

Стартер — это тип электродвигателя, который вращается благодаря энергии от аккумулятора. Его основное назначение — начальный старт. Затем создается электрическая искра, которая воспламеняет топливо. Это запускает двигатель. Для создания искры используются катушка усиления, свечи зажигания и распределитель зажигания.

Повышающая катушка выполнена из ферромагнитного сердечника с 2-мя обмотками. На одной из обмоток находится меньшее число витков, благодаря чему создается магнитное поле. Это поле создает магнитное поле на второй обмотке, но уже с более высоким напряжением. В результате при подаче напряжения на свечи создается искра.

Электрическая свеча зажигания — это компонент, который создает искру непосредственно в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Он имеет контакт, к которому подключен провод высокого напряжения. На цилиндрах расположены электроды с наименьшим зазором, где и создается искра. Между свечами зажигания и катушкой находится распределитель, который передает высокое напряжение непосредственно на свечу зажигания, которая должна подать напряжение на цилиндр за требуемое время.

Система освещения используется при перемещении машины в плохо освещенном месте. Эта система включает в себя фары, задние фонари, подсветку номерного знака, лампочки в салоне, багажном отделении, моторном отсеке, зоне педалей и так далее.

Световая сигнализация используется с целью предупреждения других участников движения о маневрах, поворотах, заднем ходе, то есть о смене направления перемещения машины. Данная система имеет передние сигнальные лампочки, задние фонари, боковые повторители поворотов, лампы на панели приборов, выключатели, стоп-сигналы и другое электрооборудование автомобиля.

Фары необходимы для внешнего освещения. Они нужны в первую очередь для освещения дороги, чтобы водитель знал о своем окружении. У каждого автомобиля фары расположены симметрично. Передние фары в большинстве случаев выполнены в едином корпусе. Они могут содержать несколько элементов: дальний свет, а также ближний свет, дневные ходовые огни и габаритные огни. Иногда они даже включают поворотники.

Фары ближнего света необходимы, когда наблюдается встречное движение. Его главная особенность заключается в том, что он не ослепляет встречный транспорт, а освещает правую сторону дороги. Дальний свет также используется для освещения, но только при отсутствии встречного движения. Его характеристики — большая мощность и интенсивность, благодаря чему он покрывает большое расстояние перед автомобилем.

С помощью габаритных огней и указателей поворота водитель передает важную информацию всем другим участникам дорожного движения о габаритах своего автомобиля, а также о планируемых остановках и изменениях направления движения. В автомобиле также есть прикуриватель, могут быть гнезда usb и т.д.

В зависимости от комплектации автомобиля, он может иметь или не иметь следующее электрооборудование: системы безопасности, включая электрические натяжители ремней, автоматическую коробку передач с управляющей электроникой, электронные помощники водителя, маршрутный компьютер, систему помощи при старте на подъеме, подушки безопасности и т.д.

Применение

Электрическая система автомобиля имеет множество компонентов, включая различные системы, проводку, силовые компоненты и так далее. В первую очередь она предназначена для выработки электроэнергии и подачи ее потребителям. В настоящее время количество компонентов, потребляющих электроэнергию, включая проводку, необходимую для ее подачи, распределения и контроля, увеличилось в разы. Общая длина проводов и их толщина могут иметь суммарный вес более 50 кг. Это очень много, учитывая, что количество электрических устройств постоянно растет. Существует большая вероятность того, что к 2025 году вес сети проводов в автомобилях может достигнуть 100 килограммов.

Чтобы уменьшить вес электрических проводов, в настоящее время для передачи цифровых сигналов широко используются шины. Благодаря такой архитектуре можно значительно уменьшить вес и количество используемых проводов. Это означает, что сотни метров проводов могут быть утилизированы, включая экономию средств, поскольку медь, используемая в проводах, довольно дорогая.

В будущем проводка и электрооборудование автомобиля станут еще меньше, так как будет использоваться один центральный процессор. Именно сюда будет поступать вся информация, процессор будет управлять всеми электрическими системами автомобиля. Все функции будет выполнять операционная система. Сегодня уже не будет 75 блоков управления, которые имеют свои собственные программы и алгоритмы функционирования.

Очевидно, благодаря уменьшению количества блоков управления и количества проводов. Электрооборудование автомобиля станет намного легче и компактнее. Это повышает стабильность, так как меньшее количество компонентов приводит к меньшему количеству отказов. Автомобиль будет подобен компьютерному устройству. Можно будет легко подключать новые устройства и изменять параметры существующих. В большинстве случаев можно изменить программное обеспечение, т.е. загрузить обновление, которое устранит ошибку.