اتومبیل نوعی فناوری پیچیده است که قطعات مختلفی در شکل گیری آن نقش دارند. به طور کلی قطعات سازنده ی خودرو در دو گروه مکانیکی و الکترونیکی قرار می گیرند.

 

• قطعات مکانیکی

بخش های فیزیکی خودرو از قبیل موتور، بدنه، فرمان، صندلی، سیستم تعلیق و… در گروه قطعات مکانیکی خودرو قرار می گیرند.

 

• قطعات الکترونیکی

تمام قسمت های الکترونیکی و برقی خودرو مانند سیستم برق خودرو، سیم کشی، کامپیوتر ماشین و… نیز در گروه قطعات الکترونیکی قرار می گیرند.

در این مقاله یکی از قطعات الکترونیکی اتومبیل به نام سیستم برق خودرو را بیان می کنیم.

 

• سیستم برق خودرو

به مجموع قطعاتی که برق مورد نیاز خودرو را تامین می کنند، سیستم برق رسانی خودرو می گویند.

سیستم برق خودرو از لحاظ کارایی در دو دسته قرار دارد. دسته اول قطعاتی را شامل می شود که توسط نیروی برق راه اندازی می شوند و دسته ی دوم، قطعاتی هستند که برق خودرو را آماده و ایمن می سازند.

اهمیت وجود برق در خودرو

برق یکی از زیرمجموعه های کابین خودرو است که به عنوان قلب تپنده ی اتومبیل محسوب می شود.

نوعی باور عمومی غلط در جامعه وجود دارد که حاکی از آن دارد که مهمترین محرک برای به حرکت در آوردن اتومبیل سیستم سوخت رسانی است. اما در واقع، نیروی برق موجب شعله ور شدن سوخت در موتور می گردد.

نیروی برق در راه اندازی سیستم گرمایشی و سرمایشی ماشین، دزدگیر، استارت، چراغ راهنما، روشن کردن چراغ خودرو و… دخالت دارد.

 

مدارهای الکترونیکی سازنده ی اتومبیل

مدار های الکترونیک در اجرای عملیات های خاص، کنترل، تبدیل و توزیع توان های الکترونیکی نقش دارند.

سیستم الکترونیکی خودروبه سه بخش اصلی مدار جرقه(ورودی)،مدار شارژ(پردازنده ی سیگنال) و روشنایی(خروجی) تقسیم می شود.

• مدار جرقه

سنسور های الکترونیکی و مکانیکی توسط مبدل های انرژی، سیگنال هایی را از محیط اطراف دریافت می کنند. سپس اطلاعات دریافتی را به سیگنال های الکتریکی یا جریان مبدل می سازد. مدار ورودی شامل شمع، وایرشمع، کوئل و دلکو می شود.

 

وایر شمع ها

به مجموع سیم هایی که روند انتقال برق با ولتاژ بالا را بر عهده دارند، وایر شمع گفته می شود. این انتقال برق از کوئل به دلکو و از دلکو به شمع ها می رسد.

در حقیقت وظیفه ی سیم های عایق، انتقال برق در سریع ترین زمان ممکن و با کمترین انرژی است. در شرایطی که این قطعات در محل اتصال به شمع یا کوئل مقداری شل شوند،

احتراق موتور را با اختلال مواجه می سازد و خودرو استارت نمی خورد. همچنین، در صورت خرابی وایر شمع، مصرف سوخت بالا می رود و عملکرد پیشرانه اتومبیل با مشکل مواجه می گردد.

شمع

در داخل موتور سه عامل اصلی وجود دارند که وظیفه اشتعال در داخل موتور را بر عهده دارند؛ این عوامل شامل سوخت، حرارت و اکسیژن می شوند. درحقیقت عامل حرارت اتومبیل شمع است.

به عبارتی دیگر، احتراق و تلفیق مواد سوختی و هوا در سیلندر موتور خودرو، توسط جرقه شمع ها در پیشرانه اتومبیل انجام می شود.درواقع شمع برای ایجاد جرقه در موتور، ولتاژ خروجی از کوئل را دریافت می کند و موجب به حرکت در آمدن پیستون ها در سیلندر می شود.

 

شمع در بالا و روی سیلندر قرار می گیرد، تا روند جرقه را به صراحت انجام دهد. همچنین، برای هر سیلندر، یک یا دو شمع نیاز است و شمع ها لزوما باید متناسب با موتور خودرو انتخاب شوند.

 

شمع های منتخبی و موجود در بازار خودرو ها انواع بسیار مختلفی دارند. برای نمونه می توان به شمع ایریدیومی، گرم، سرد، پلاتینیومی، الکترودی و نیکلی اشاره کرد.

مکانیک های با تجربه معمولا توصیه می کنند که پس از هر 16 الی 20 هزار کیلومتر، شمع ها را تعویض و پس از هر 8 الی 10 هزار کیلومتر آن ها را تمیز کنید.

کوئل

شمع خودرو برای شعله ور شدن به 7000 ولت برق نیاز دارد. قطعه ی دینام تنها 12 ولت برق را تولید می کند.این مقدار ولتاژ قادر به جرقه زدن شمع ها نمی باشد. لذا از قطعه ی کوئل بهره گرفته می شود.

کوئل نوعی ترانسفورماتور با فشار بسیار زیاد است که در ابتدا برق باتری و دینام را تامین می کند و در نهایت برق را به شمع منتقل می سازد.

 

این قطعه متشکل از دو سیم پیچ اولیه و ثانویه است که طبق قانون القای الکترومغناطیس در فیزیک عمل می کند.

یکی از علائم رایجی که بیانگر خرابی کوئل می باشد، افزایش مصرف سوخت ماشین و ریپ زدن موتور است.

 

دلکو

در سیستم برق رسانی اتومبیل، قطعه ی دلکو برق تولید شده از کوئل را میان شمع ها برای ایجاد جرقه تقسیم می سازد. به همین جهت در زبان انگلیسی به دلکو، تقسیم کننده یا توزیع کننده نیز می گویند.

در قطعه ی کوئل، ولتاژ برق دینام و باتری چندین برابر افزایش می یابد. سپس برای احتراق داخل موتور به شمع ها با میزانی مشخص منتقل می گردد.

 

اشتعال مواد سوختی در ابتدا در سیلندر ها رخ می دهد. این احتراق از منظر زمان بندی ریتم مشخصی دارد که مانع جرقه زدن در همه سیلندر های موتور می شود. درواقع دلکو، با قطع و وصل کردن به موقع برق در شمع ها، زمان جرقه زدن شمع ها را تنظیم می سازد.

 

مدار شارژ یا انواع مختلف سیستم برق خودرو

مدار شارژ، وظیفه ی پردازش، تفسیر و تبدیل سیگنال های ورودی توسط سامانه دیجیتال را بر عهده دارد. مدار شارژ نیز شامل باتری، دینام، سیم و کلید است.

• باتری، ذخیره کننده ی برق خودرو

باتری یکی از قطعات سازنده ی اتومبیل است که با مبدل سازی انرژی به جریان الکترونیکی روند استارت زدن خودرو را طی می کند. علاوه براین وظایفی از قبیل تامین انرژی برای سیستم گرم کننده خودرو، سیستم صوتی، فلاشر، ایجاد جرقه، چراغ های نور پایین جلو و بالابرهای شیشه اتومبیل را بر عهده دارد.

بهتر است بدانید باتری اتومبیل اغلب در هنگامی فعالیت می کند که خودرو خاموش است.

درواقع، در هنگام روشن بودن خودرو، برق مورد نیاز با مبدل سازی انرژی مکانیکی به الکترونیکی توسط سیستم برق رسانی صورت می گیرد.

 

در سال های اخیر درتولید اتومبیل ها از دو نوع باتری رایج استفاده می کنند:

• باتری های سرب اسیدی یا تر

• باتری های خشک یا اتمی

• دینام، تولید کننده ی برق خودرو

همان طور که بیان کردیم، ظرفیت باتری برای استارت اتومبیل و تامین انرژی برای کارکرد دیگر قطعات استفاده می شود. پس از طی شدن این روند، انرژی موجود در باتری رو به اتمام می رود. لذا قطعه ای  به نام دینام در ساخت خودرو به کار برده می شود که در هنگام روشن بودن اتومبیل، وظیفه ی شارژ مجدد باتری را بر عهده دارد.

دینام با تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی، باتری خودرو را شارژ و برق مورد نیاز خودرو را با برق 12 ولتی منتشر می کند.

دینام به وسیله ی تسمه ای به موتور و میل متصل می شود و با به حرکت در آمدن آن ها دینام نیز به چرخش در می آید. با چرخش دینام، انرژی مکانیکی مورد نیاز برای تبدیل انرژی الکتریکی دریافت می شود.

 

• سیم ها، توزیع کننده ی برق خودرو

سیم های حامل برق در اتومبیل، موظف به انتقال برق از تولید کننده یا ذخیره کننده به مصرف کننده هستند. به طور کلی حجم سیم های انتقال دهنده بسیار زیاد است. در نتیجه برای جلوگیری از بی نظمی در سیستم برق، سیم های هم مسیر را یا با چسب به هم متصل می کنند یا در داخل لوله های پلاستیکی قرار می دهند.

شرکت های خودرو سازی برای صراحت در مسیریابی سیم ها، آن ها را در گروه ها مشخص با رنگ های مقرر شده قرار داده اند.

 

کاربرد سیم های مختلف

• سیم مشکی: برای متصل کردن بدنه

• سیم زرد: برقرار کننده ی برق میان دینام و جعبه فیوز و تامین برق سیم چراغ شارژ

• سیم سفید: متصل به چراغ روغن، کوئل و چراغ های هشدار دهنده

• سیم سبز: برای چراغ راهنما، فیوز و مصرف کننده ها

• سیم قرمز: میان کلید ها، چراغ های کوچک در جلو و عقب اتومبیل

• سیم آبی: میان کلید ها، چراغ های بزرگ جلو ماشین

• سیم سبز و قهوه ای: چراغ دنده عقب

• سیم سبز و بنفش: برای چراغ قرمز

• سیم سبز و سفید: چراغ راهنمای سمت راست

• سیم سبز و قرمز: چراغ راهنمای سمت چپ

• سیم آبی و سفید: برای چراغ نور بالا

• سیم آبی و قرمز: برای چراغ نور پایین

 

• کلیدها، کنترل کننده ی برق

درمسیر انتشار برق، کلید هایی قرار دارند که به عنوان کنترل کننده عمل می کنند. سرنشین خودرو با کمک این کلید ها می تواند سرعت، شدت، حالت و جهت مصرف کننده ها را تنظیم سازد. برای مثال کلید ضبط صوت خودرو یک کنترل کننده است که با کمک آن می توان برای پخش و قطع موزیک استفاده کرد.

 

مصرف کننده ی برق در سیستم برق خودرو

به طور کلی مصرف کننده های برق، تمامی لوازم برقی موجود در خودرو از قبیل فن، کولر، ضبط صوت، بالابر شیشه و… را در بر می گیرد.

 

• جریان مدار روشنایی در اتومبیل

در جریان مدار روشنایی فعال کننده هایی سیگنال های ولتاژ را به شکل خروجی مناسب راه اندازی می کنند.

مدار روشنایی شامل فیوز و سوکت می باشد.

• فیوز

درتمام خودرو ها جعبه فیوزی قرار دارد که متشکل از مجموع فیوز های مدار های مختلف است. در این جعبه، چند عدد فیوز یدک وجود دارد تا در شرایط سوختگی فیوز، یکی از یدک ها جایگزین شود.

در قسمت داخلی فیوزها، چند رشته سیم نازک می باشد که تا حد مشخصی توانایی عبور جریان برق را دارند. در صورت جریان یافت بیش از اندازه ی برق وارد فیوز، سیم ها می سوزد و جریان برق به کلی قطع می شود.

 

طراحان خودرو در تمام مسیر های مدار الکتریکی اتومبیل از فیوز ها استفاده کرده اند؛ زیرا در صورت اتصالی و وارد شدن فشار بیس از حد، فیوز ها جریان برق را قطع می کنند و مانع وارد شدن آسیب به دیگر قطعات می شوند.

• کانکتور یا سوکت

سیم های موجود در مدار های مختلف توسط سوکت ها به هم متصل می شوند. به عبارتی دیگر، هر سیم برای اتصال و انتقال برق به قطعات دیگر، در انتها به یک سوکت متصل می شود.

 

• کامپیوتر خودرو

در تولید اتومبیل های انژکتوری، در جهت ساماندهی و کنترل میزان سوخت مصرفی از کامپیوتر بهره گرفته شده است. همچنین از کامپیوتر ها برای عیب یابی، افزایش امنیت و امکانات رفاهی استفاده می کنند.

 

مشکلات موجود در سیستم برق خودرو

یکی از علائم ابتدایی که بیانگر وجود اختلال در سیستم برق خودرو است، استارت نزدن اتومبیل می باشد.

علاوه براین، معیوب بودن سیستم برق در بخش های مختلف ماشین از قبیل موتور، باتری، فیوزها، چراغ های خودرو و… منجر به اختلال می شود.