El sistema eléctrico de un automóvil es como el sistema nervioso del automóvil. Los distintos componentes eléctricos trabajan juntos para garantizar el funcionamiento normal del automóvil. El principio de funcionamiento de los componentes eléctricos de los automóviles se explicará desde varios aspectos a continuación.
1. Sistema de energía
1. Batería
- La batería es una fuente de energía independiente para el sistema eléctrico del automóvil. Consta de un electrodo positivo y un electrodo negativo. En el automóvil, el electrodo negativo de la batería suele estar conectado a tierra y el electrodo positivo alimenta el sistema eléctrico. El principio de funcionamiento de la batería se basa en la conversión mutua de energía química y energía eléctrica. Durante el proceso de carga, la fuente de energía externa convierte la energía eléctrica en energía química y la almacena; Durante el proceso de descarga, la energía química se convierte en energía eléctrica para proporcionar corriente al equipo eléctrico del automóvil. Por ejemplo, cuando el motor del automóvil no está arrancado, la batería alimenta la radio, las luces interiores y otros equipos del automóvil.
- La capacidad de la batería determina cuánta energía eléctrica puede proporcionar. Su capacidad se ve afectada por muchos factores, como el área de la placa, la cantidad de sustancias activas, etc. Si el voltaje de la batería baja, la corriente disminuirá y eventualmente no será suficiente para hacer funcionar los componentes.
2. Alternador
- El alternador es la principal fuente de energía cuando el coche está en marcha. Su principio de funcionamiento se basa en la ley de la inducción electromagnética. Cuando el motor está en marcha, la correa hace girar el rotor del alternador, el devanado del campo magnético en el rotor genera un campo magnético giratorio y el devanado del estator corta las líneas de fuerza magnéticas, generando así una fuerza electromotriz alterna. La corriente alterna generada por el alternador es rectificada por el rectificador y convertida en corriente continua, que carga el sistema eléctrico del coche y proporciona energía eléctrica.
- El alternador también tiene la función de regular la tensión. A través del regulador de voltaje, puede ajustar automáticamente el voltaje de salida de acuerdo con la carga del sistema eléctrico del automóvil y el estado de carga de la batería para garantizar que el voltaje sea estable dentro de un rango adecuado para proteger el equipo eléctrico.
2. Sistema de arranque
1. entrante
- La función principal del motor de arranque es convertir la energía eléctrica de la batería en energía mecánica, hacer girar el cigüeñal del motor y arrancar el motor. El arrancador consta de tres partes: un motor de CC, un mecanismo de transmisión y un dispositivo de control.
- Cuando el conductor gira la llave de encendido para arrancar el automóvil, el circuito de control se conecta y la corriente fluye desde la batería hacia el motor de CC del arrancador. El devanado del inducido del motor de CC gira en el campo magnético bajo la acción de una fuerza electromagnética y transmite el par a la corona dentada del volante del motor a través del mecanismo de transmisión, haciendo girar el cigüeñal del motor. Una vez que el motor arranca exitosamente, el circuito de control del motor de arranque se desconectará automáticamente para evitar que el motor de arranque se dañe debido a la rotación a alta velocidad del motor.
III. Sistema de encendido
1. Sistema de encendido tradicional
- El sistema de encendido tradicional se compone principalmente de fuente de alimentación (batería y generador de CA), bobina de encendido, distribuidor, bujía, etc. Su proceso de funcionamiento es: cuando el motor está en marcha, los contactos del disyuntor en el distribuidor se abren y cierran constantemente . Cuando los contactos están cerrados, la corriente pasa a través del devanado primario de la bobina de encendido y se genera un campo magnético alrededor del devanado primario; cuando se desconectan los contactos, la corriente en el devanado primario se interrumpe repentinamente y el campo magnético desaparece rápidamente. Debido al principio de inducción electromagnética, se induce un alto voltaje en el devanado secundario de la bobina de encendido.
- Este alto voltaje se distribuye a cada bujía a través del distribuidor según el estado de funcionamiento del motor, y se rompe el espacio entre los electrodos de la bujía, generándose una chispa eléctrica para encender la mezcla. Por ejemplo, en un motor de gasolina de cuatro tiempos, la bujía se enciende al final de la carrera de compresión, lo que hace que la mezcla se queme y se expanda, empujando al pistón a realizar su trabajo.
2. Sistema de encendido electrónico
- El sistema de encendido electrónico sustituye los contactos del disyuntor del sistema de encendido tradicional por componentes electrónicos (como transistores, etc.). Su principio de funcionamiento es: la información de posición y velocidad del motor es detectada por sensores (como sensores de posición del cigüeñal, etc.) y esta información se transmite a la unidad de control electrónico (ECU). La ECU calcula el tiempo de encendido basándose en esta información y controla el encendido y apagado del devanado primario de la bobina de encendido, generando así un alto voltaje en el devanado secundario para proporcionar energía de encendido a la bujía. El sistema de encendido electrónico tiene las ventajas de una alta energía de encendido y una sincronización de encendido precisa, lo que puede mejorar el rendimiento y la economía de combustible del motor.
IV. Sistemas de iluminación, señalización, instrumentación y alarma.
1. Sistema de iluminación
- El sistema de iluminación del automóvil incluye faros, luces traseras, luces antiniebla, etc. La función principal de los faros es proporcionar al conductor iluminación para la carretera por la noche o en condiciones de baja visibilidad. Las bombillas de los faros incluyen lámparas halógenas, lámparas de xenón y lámparas LED. Tomando como ejemplo las lámparas halógenas, cuando la corriente pasa a través del filamento, el filamento se calienta y emite luz, y la luz se enfoca y proyecta hacia la carretera a través del reflector y la lente.
- Las luces traseras se utilizan principalmente para mostrar la posición y el estado de conducción del vehículo a los vehículos traseros y a los peatones de noche o en condiciones de baja visibilidad. Las luces antiniebla se utilizan en condiciones climáticas adversas, como días de niebla. El color de la luz de los faros antiniebla suele ser amarillo o blanco. Tiene una gran capacidad de dispersión y puede penetrar una niebla espesa para mejorar la seguridad en la conducción.
2. Sistema de señales
- El sistema de señales del automóvil incluye señales de giro, luces de freno y luces de marcha atrás. Las señales de giro se utilizan para indicar la intención de giro del vehículo a otros vehículos y peatones. Cuando el conductor acciona el interruptor de la señal de giro, el circuito se conecta y la señal de giro parpadea. La luz de freno se enciende cuando el conductor pisa el pedal del freno, enviando una señal de freno al vehículo trasero. La luz de marcha atrás se enciende cuando el vehículo está dando marcha atrás para alertar a los vehículos traseros y a los peatones.
3. Instrumentos y sistemas de alarma.
- El sistema de instrumentos del automóvil incluye velocímetro, tacómetro, indicador de combustible, indicador de temperatura del agua, etc. Estos instrumentos obtienen los parámetros operativos relevantes del automóvil a través de sensores y los convierten en punteros o números que se muestran en el tablero para que el conductor pueda Comprender el estado de funcionamiento del automóvil. Por ejemplo, el velocímetro detecta la velocidad de rotación de la rueda a través del sensor de velocidad y calcula la velocidad de conducción del automóvil en función de la circunferencia de la rueda.
- El dispositivo de alarma se utiliza para enviar una señal de advertencia al conductor cuando el automóvil tiene una situación anormal. Por ejemplo, cuando la temperatura del refrigerante del motor es demasiado alta, se encenderá la luz de advertencia de temperatura del agua; cuando el nivel de combustible en el tanque de combustible es demasiado bajo, la luz de advertencia de combustible se encenderá.
V. Equipo eléctrico auxiliar
1. Puertas y ventanas eléctricas de automóviles, cierres centrales de puertas y espejos retrovisores eléctricos
- El sistema eléctrico de puertas y ventanas del automóvil hace que el vidrio de la ventana suba y baje a través del motor. Cuando el conductor acciona el interruptor de elevación de la ventana, el circuito se conecta, el motor gira hacia adelante o hacia atrás y hace que el vidrio de la ventana suba o baje. El sistema de bloqueo central de puertas puede controlar el bloqueo y desbloqueo de todas las puertas al mismo tiempo a través del interruptor de bloqueo de puertas del lado del conductor. El espejo retrovisor eléctrico ajusta el ángulo del espejo retrovisor a través de un motor eléctrico para adaptarse al campo de visión del conductor.
2. Mecanismo antirrobo de seguridad del dispositivo de control remoto
- El mecanismo antirrobo de seguridad del dispositivo de control remoto envía una señal al automóvil a través del control remoto. Cuando el conductor presiona el botón de bloqueo en el control remoto, el receptor del automóvil recibe la señal, el sistema de bloqueo central de la puerta bloqueará la puerta y el sistema antirrobo entrará en estado de alerta. Si alguien abre la puerta ilegalmente o arranca el automóvil, el sistema antirrobo activará el dispositivo de alarma, hará sonar una alarma y encenderá las luces.
VI. Sistema de aire acondicionado del automóvil
1. Sistema de operación de refrigerante de refrigeración y aire acondicionado.
- El sistema de refrigeración del aire acondicionado del automóvil se compone principalmente de un compresor, un condensador, un evaporador, una válvula de expansión, etc. El refrigerante (generalmente R-134a) circula en el sistema. El compresor comprime el refrigerante gaseoso hasta convertirlo en un gas de alta temperatura y alta presión, y luego lo envía al condensador. En el condensador, el refrigerante gaseoso de alta temperatura y alta presión disipa el calor hacia el exterior a través del disipador de calor y se convierte en un refrigerante líquido de alta presión después del enfriamiento.
- Después de que la válvula de expansión estrangula y despresuriza el refrigerante líquido de alta presión, se convierte en un refrigerante líquido de baja temperatura y presión y ingresa al evaporador. En el evaporador, el refrigerante líquido absorbe el calor del aire circundante y se vaporiza, lo que reduce la temperatura de la superficie del evaporador, logrando así un efecto de enfriamiento. El refrigerante vaporizado es aspirado nuevamente por el compresor para iniciar el siguiente ciclo.
2. Control del sistema de aire acondicionado.
- El control del sistema de aire acondicionado del automóvil incluye control de temperatura, control de volumen de aire, etc. El control de temperatura se logra ajustando la capacidad de enfriamiento del evaporador. Por ejemplo, cuando el conductor establece una temperatura más baja, el sistema de control del aire acondicionado aumentará el tiempo de trabajo del compresor o aumentará la velocidad del compresor para mejorar el efecto de enfriamiento. El control del volumen de aire se logra ajustando la velocidad del soplador. El conductor puede elegir diferentes velocidades de volumen de aire según sus necesidades.
VII. Sistema de bolsas de aire
1. Principio de funcionamiento y estructura de los airbags.
- El sistema de airbag se compone principalmente de sensores, unidades de control electrónico (ECU) y componentes del airbag. Cuando un automóvil choca, el sensor de colisión instalado en la parte delantera del automóvil detectará información como la intensidad y dirección de la colisión y transmitirá esta información a la ECU. Si la intensidad de la colisión excede el umbral establecido, la ECU activará inmediatamente el generador de gas en el conjunto de la bolsa de aire.
- Las sustancias químicas del generador de gas reaccionan para producir rápidamente una gran cantidad de gas, que infla el airbag en muy poco tiempo, formando un amortiguador entre el conductor y el volante (o el pasajero y el salpicadero, etc.), reduciendo el daño al cuerpo humano causado por la colisión.
Hay muchos tipos de componentes eléctricos en el automóvil y sus respectivos principios de funcionamiento son complejos pero están interrelacionados. En conjunto, constituyen el sistema eléctrico automotriz, que brinda garantía para la seguridad, comodidad y funcionamiento eficiente del automóvil.
