سیستم برق در خودرو مجموعهای پیچیده از اجزا است که با همکاری یکدیگر، انرژی الکتریکی مورد نیاز برای عملکرد بخشهای مختلف خودرو را تأمین میکنند. این سیستم از بخشهای گوناگونی تشکیل شده که در ادامه به معرفی آنها میپردازیم:
باتری
باتری خودرو یکی از اجزای حیاتی در سیستم برق خودرو است که وظیفه تأمین انرژی الکتریکی برای راهاندازی موتور و سایر تجهیزات الکتریکی خودرو را بر عهده دارد. در واقع، باتری خودرو به عنوان یک منبع ذخیره انرژی عمل میکند و در مواقعی که موتور خاموش است یا نیاز به برق بیشتری وجود دارد، انرژی الکتریکی مورد نیاز را فراهم میکند.
وظایف اصلی باتری خودرو:
تأمین برق استارت: باتری، برق مورد نیاز برای استارت زدن موتور را فراهم میکند.
تأمین برق تجهیزات الکتریکی: باتری، برق مورد نیاز برای سیستمهای روشنایی، صوتی، گرمایشی، تهویه و سایر تجهیزات الکتریکی خودرو را تأمین میکند.
تثبیت ولتاژ: باتری به تثبیت ولتاژ سیستم برق خودرو کمک میکند و از نوسانات ولتاژ که ممکن است به تجهیزات الکترونیکی آسیب برساند، جلوگیری میکند.
انواع باتری خودرو:
باتریهای خودرو به طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم میشوند:
باتریهای اسیدی: این نوع باتریها از قدیمیترین و رایجترین نوع باتریهای خودرو هستند. باطریهای اسیدی از صفحات سربی و محلول اسید سولفوریک تشکیل شدهاند. این باتریها قیمت مناسبی دارند، اما نیاز به نگهداری بیشتری دارند و طول عمر آنها معمولاً کمتر است.
باتریهای AGM: این نوع باتریها نوع پیشرفتهتری از باتریهای اسیدی هستند که در آنها از تکنولوژی جذب کننده شیشه (AGM) استفاده شده است. در این باتریها، الکترولیت اسیدی توسط صفحات شیشهای جذب میشود که این امر باعث افزایش طول عمر باتری و کاهش نیاز به نگهداری میشود. باتریهای AGM معمولاً گرانتر از باتریهای اسیدی هستند، اما طول عمر بیشتری دارند و در شرایط سختتر عملکرد بهتری دارند.
دینام
دینام خودرو یا آلترناتور، قطعهای حیاتی در سیستم برق خودرو است که وظیفه تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی را بر عهده دارد. این قطعه با استفاده از چرخش موتور خودرو، برق مورد نیاز برای شارژ باتری و تامین انرژی الکتریکی سایر اجزای خودرو را تولید میکند.
وظایف دینام خودرو
شارژ باتری: دینام وظیفه شارژ باتری خودرو را بر عهده دارد. باتری برای استارت زدن موتور و تأمین برق اولیه سیستمهای الکتریکی خودرو استفاده میشود. دینام با شارژ مداوم باتری، از تخلیه آن جلوگیری میکند و عمر باتری را افزایش میدهد.
تأمین برق سیستمهای الکتریکی: دینام برق مورد نیاز برای سیستمهای روشنایی (چراغها)، سیستم صوتی، سیستم تهویه، سیستمهای الکترونیکی (ECU، ABS و …) و سایر اجزای الکتریکی خودرو را تأمین میکند.
اجزای اصلی دینام
روتور: روتور بخش متحرک دینام است که شامل یک آهنربای الکتریکی و سیمپیچ است. روتور توسط تسمه دینام به موتور خودرو متصل میشود و با چرخش موتور، میچرخد.
استاتور: استاتور بخش ثابت دینام است که شامل سیمپیچهای مسی است. با چرخش روتور در داخل استاتور، جریان الکتریکی القا میشود.
دیودها: دیودها قطعات الکترونیکی هستند که جریان متناوب (AC) تولید شده توسط دینام را به جریان مستقیم (DC) تبدیل میکنند. جریان مستقیم برای شارژ باتری و استفاده در سیستمهای الکتریکی خودرو لازم است.
رگولاتور ولتاژ: رگولاتور ولتاژ وظیفه کنترل و تثبیت ولتاژ خروجی دینام را بر عهده دارد. این قطعه از افزایش بیش از حد ولتاژ و آسیب رسیدن به باتری و سایر اجزای الکتریکی خودرو جلوگیری میکند.
نحوه عملکرد دینام
موتور خودرو روشن میشود و تسمه دینام شروع به چرخش میکند.
چرخش تسمه دینام باعث چرخش روتور در داخل استاتور میشود.
چرخش روتور باعث القای جریان الکتریکی در سیمپیچهای استاتور میشود.
جریان الکتریکی تولید شده توسط دیودها به جریان مستقیم تبدیل میشود.
این جریان توسط رگولاتور ولتاژ کنترل و تثبیت میشود.
جریان مستقیم به باتری منتقل میشود و آن را شارژ میکند.
جریان مستقیم همچنین برای تأمین برق سایر اجزای الکتریکی خودرو استفاده میشود.
استارت
استارت خودرو یا موتور استارت، قطعهای الکتریکی است که وظیفه چرخاندن موتور خودرو و روشن کردن آن را بر عهده دارد. در واقع، استارت خودرو یک موتور الکتریکی کوچک است که با دریافت برق از باتری، انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل میکند و باعث چرخش میللنگ موتور میشود.
اجزای اصلی استارت خودرو
موتور الکتریکی: بخش اصلی استارت است که شامل سیمپیچها و آرمیچر است. با ورود جریان برق به سیمپیچها، میدان مغناطیسی ایجاد میشود و باعث چرخش آرمیچر میشود.
دنده استارت: دندهای کوچک است که به آرمیچر متصل است و با میللنگ موتور درگیر میشود و آن را میچرخاند.
سلونوئید: قطعهای الکترومغناطیسی است که وظیفه اتصال و قطع جریان برق به موتور الکتریکی و همچنین درگیر کردن دنده استارت با میللنگ را بر عهده دارد.
دو شاخه: قطعهای است که دنده استارت را به حرکت در میآورد و آن را با میللنگ درگیر میکند.
نحوه عملکرد استارت خودرو
هنگامی که سوئیچ خودرو چرخانده میشود، جریان برق از باتری به سلونوئید میرسد.
سلونوئید با جذب هسته آهنی خود، کنتاکتهای الکتریکی را وصل میکند و جریان برق به موتور الکتریکی وارد میشود.
موتور الکتریکی شروع به چرخش میکند و دنده استارت را میچرخاند.
دنده استارت با میللنگ موتور درگیر میشود و آن را به چرخش در میآورد.
با چرخش میللنگ، موتور خودرو روشن میشود.
پس از روشن شدن موتور، دنده استارت از میللنگ جدا میشود و موتور الکتریکی خاموش میشود.
سیستم جرقهزنی
سیستم جرقه زنی یکی از اجزای حیاتی در موتورهای بنزینی است که وظیفه ایجاد جرقه الکتریکی برای احتراق مخلوط هوا و سوخت در داخل سیلندرها را بر عهده دارد. این سیستم با ایجاد جرقه به موقع و دقیق، نقش مهمی در عملکرد صحیح و راندمان موتور ایفا میکند.
اجزای اصلی سیستم جرقه زنی
سیستم جرقه زنی از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر کدام وظیفه خاصی را بر عهده دارند:
باتری: باتری به عنوان منبع تغذیه سیستم جرقه زنی عمل میکند و برق مورد نیاز برای ایجاد جرقه را فراهم میکند.
کویل: کویل وظیفه افزایش ولتاژ برق باتری را بر عهده دارد. برق 12 ولتی باتری توسط کویل به ولتاژ بالا (حدود 20 تا 30 هزار ولت) تبدیل میشود تا بتواند جرقه قویای در شمعها ایجاد کند.
دلکو (در سیستمهای قدیمیتر): دلکو وظیفه توزیع برق ولتاژ بالا بین شمعها را بر عهده دارد. دلکو با استفاده از یک چکش برق و کنتاکتهای داخلی، برق را به ترتیب بین شمعها تقسیم میکند.
شمعها: شمعها قطعاتی هستند که در داخل سیلندرها قرار دارند و وظیفه ایجاد جرقه الکتریکی را بر عهده دارند. جرقه ایجاد شده توسط شمعها باعث احتراق مخلوط هوا و سوخت میشود.
وایرها: وایرها وظیفه انتقال برق ولتاژ بالا از کویل به دلکو و از دلکو به شمعها را بر عهده دارند.
نحوه عملکرد سیستم جرقه زنی
برق از باتری به کویل میرسد.
کویل ولتاژ برق را افزایش میدهد.
در سیستمهای قدیمیتر، دلکو برق ولتاژ بالا را بین شمعها توزیع میکند.
برق ولتاژ بالا از طریق وایرها به شمعها میرسد.
شمعها با ایجاد جرقه الکتریکی، مخلوط هوا و سوخت را در داخل سیلندرها مشتعل میکنند.
سیستم روشنایی
سیستم روشنایی خودرو یکی از بخشهای حیاتی و مهم در هر وسیله نقلیه است که وظیفه تأمین نور کافی برای راننده و سایر رانندگان در شرایط مختلف رانندگی، به ویژه در شب یا در شرایط نامساعد جوی را بر عهده دارد. این سیستم از اجزای مختلفی تشکیل شده که هر کدام وظیفه خاصی را ایفا میکنند.
اجزای اصلی سیستم روشنایی خودرو:
چراغهای جلو: این چراغها در قسمت جلویی خودرو قرار دارند و وظیفه روشن کردن مسیر جلوی خودرو را بر عهده دارند. چراغهای جلو معمولاً دارای دو حالت نور بالا و نور پایین هستند. نور بالا برای دید بهتر در جادههای تاریک و نور پایین برای جلوگیری از خیره شدن چشم رانندگان دیگر در شب استفاده میشود.
چراغهای عقب: این چراغها در قسمت پشتی خودرو قرار دارند و برای نشان دادن موقعیت خودرو به رانندگان پشتی استفاده میشوند. چراغهای عقب شامل چراغهای ترمز، چراغهای راهنما، چراغهای دنده عقب و چراغهای خطر هستند.
چراغهای راهنما: این چراغها برای نشان دادن قصد راننده برای تغییر مسیر یا گردش به چپ یا راست استفاده میشوند. چراغهای راهنما در قسمت جلو و عقب خودرو قرار دارند.
چراغ های مه شکن: این چراغها برای بهبود دید راننده در شرایط مه آلود یا بارش شدید باران استفاده میشوند. چراغهای مه شکن معمولاً در قسمت پایین سپر جلو قرار دارند و نور آنها به صورت پخش و گسترده است.
چراغهای کوچک (نور پارک): این چراغها برای مشخص کردن موقعیت خودرو در شب یا در شرایط کم نور استفاده میشوند. چراغهای کوچک معمولاً در قسمت جلو و عقب خودرو قرار دارند و نور آنها کم است.
چراغهای داخلی: این چراغها در داخل کابین خودرو قرار دارند و برای روشن کردن فضای داخلی خودرو در شب یا در شرایط کم نور استفاده میشوند.
سیستمهای الکترونیکی
خودروهای مدرن امروزی به طور فزایندهای به سیستمهای الکترونیکی پیچیده وابسته هستند. این سیستمها نه تنها عملکرد خودرو را بهبود میبخشند، بلکه ایمنی، راحتی و تجربه رانندگی را نیز ارتقا میدهند. برخی از مهمترین سیستمهای الکترونیکی مورد استفاده در خودروها عبارتند از:
مدیریت موتور (EMS)
ترمز ضد قفل (ABS)
کنترل پایداری الکترونیکی (ESP)
کیسه هوا
سیستمهای کمک راننده
سیستمهای اطلاعات و سرگرمی
سیستم تهویه مطبوع
سیمکشی
سیمکشی خودرو مجموعهای از سیمها و کابلها است که وظیفه انتقال برق بین اجزای مختلف سیستم برق را بر عهده دارد. سیم کشی خودرو باید به صورت منظم و ایمن انجام شود تا از بروز اتصال کوتاه و سایر مشکلات الکتریکی جلوگیری شود.
فیوزها و رلهها
فیوزها و رلهها قطعات محافظتی در سیستم برق خودرو هستند. فیوزها از سیستم برق در برابر اتصال کوتاه و افزایش جریان محافظت میکنند و رلهها وظیفه کنترل جریان برق در مدارهای مختلف را بر عهده دارند. سیستم برق خودرو به عنوان یکی از مهمترین سیستمهای خودرو، نقش حیاتی در عملکرد صحیح و ایمن آن ایفا میکند. در سالهای اخیر، سیستم برق خودروها پیچیدهتر شده و شامل سیستمهای الکترونیکی پیشرفتهای مانند سیستمهای اطلاعات و سرگرمی، سیستمهای ناوبری و سیستمهای کمک راننده شده است. نگهداری و بازرسی دورهای این سیستم میتواند از بروز مشکلات جدی و هزینههای اضافی جلوگیری کند.