Zasilanie akcesoriów samochodowych

Przykładowe przepływy energii dla późnego modelu średniej wielkości samochodu osobowego: a) jazda miejska; (b) jazda po autostradzie. Źródło: Departament Energii Stanów Zjednoczonych [1]

Zasilanie akcesoriów samochodowych można przenosić na kilka różnych sposobów. Jednak zawsze ostatecznie pochodzi z silnika spalinowego samochodu , akumulatora lub innego źródła energii „głównego napędu”. Pojawienie się akumulatorów o dużej mocy w pojazdach hybrydowych i całkowicie elektrycznych jeszcze bardziej przesuwa równowagę technologiczną w kierunku akcesoriów zasilanych elektrycznie.

Silnik ma jedno lub więcej urządzeń do przekształcania wytwarzanej przez siebie energii w użyteczną formę, połączenie elektryczne przez alternator, połączenia hydrauliczne z pompy lub układu silnika, sprężone powietrze i podciśnienie silnika ; lub silnik może być podłączony bezpośrednio przez mechaniczne . Nowoczesne pojazdy zasilają większość akcesoriów energią elektryczną. Zazwyczaj tylko 2% całkowitej mocy wyjściowej pojazdu przeznacza się na zasilanie akcesoriów. Pojazdy elektryczne i hybrydowe mogą zużywać większą część energii na akcesoria ze względu na zmniejszoną nieefektywność układu napędowego, zwłaszcza eliminację pracy silnika na biegu jałowym.

Mechaniczny

Niektóre akcesoria samochodowe są połączone bezpośrednio z silnikiem za pomocą kół zębatych lub pasków. Zwykle wymagają one dużych ilości energii. Sprężarka klimatyzacji jest znanym przykładem, chociaż w pojazdach produkcyjnych zaczynają być stosowane nowe, w pełni elektryczne sprężarki czynnika chłodniczego .

Elektryczny

Wczesne samochody używały magneto do zapłonu, które nie zapewniało dodatkowego zasilania.

Pierwsze podłączenie akcesoriów elektrycznych było dostarczane przez generator prądu stałego . Napięcie zmieniało się wraz z prędkością obrotową silnika, a ze względu na ograniczenia technologiczne do jego regulacji stosowano skomplikowane urządzenia mechaniczne. Mimo to napięcie na biegu jałowym było zbyt niskie, aby było użyteczne. Akumulator kwasowo-ołowiowy był używany do zapewnienia odpowiedniego napięcia, gdy generator nie był w stanie, i był ładowany przy wyższych prędkościach obrotowych silnika lub niższym obciążeniu elektrycznym. Samorozrusznik samochodowy był wczesnym systemem silnika, który to wykorzystywał.

Oświetlenie, które wcześniej zapewniały lampy naftowe lub gazowe , było jednym z pierwszych powszechnych akcesoriów elektrycznych.

Wczesne systemy wykorzystywały napięcie 6 woltów, ale 12 woltów stało się standardem, ponieważ zapewniało większą moc przy mniejszym natężeniu prądu. Oryginalny generator prądu stałego został zastąpiony alternatorem sterowanym przez regulator napięcia . Ze względu na właściwości mechaniczne i elektryczne bardziej wydajne jest najpierw wytworzenie prądu przemiennego , a następnie natychmiastowe przekształcenie go w prąd stały. Regulując prąd przesyłany do wirnika alternatora, a tym samym siłę pola magnetycznego, można wytworzyć stabilne napięcie w szerszym zakresie prędkości obrotowych silnika.

Układy rozruchu, oświetlenia i zapłonu większości pojazdów napędzanych benzyną pozostają układami 12-woltowymi. Pojazdy napędzane olejem napędowym, w tym mobilny sprzęt budowlany i ciężkie ciężarówki, podobnie jak wiele pojazdów wojskowych, wykorzystują układy elektryczne 24 V. Trwają badania nad przyjęciem 42-woltowego systemu elektrycznego dla elektryczności samochodowej, ale cały system elektryczny będzie musiał zostać przeprojektowany i wyprodukowane nowe komponenty do pracy z wyższym napięciem. Główną zaletą wyższego napięcia jest to, że komponenty elektryczne mogą być wykonane z mniejszej ilości metalu, co pozwala zaoszczędzić na wadze i kosztach oraz poprawić efektywność energetyczną.

Większość nowoczesnych systemów, takich jak elektrycznie sterowane szyby , elektrycznie sterowane fotele i elektrycznie sterowane zamki do drzwi , jest zasilana elektrycznie. Układy wspomagania kierownicy napędzane elektrycznie zostały opracowane i są stosowane w wielu modelach. Wysokowydajne, w pełni elektryczne sprężarki czynnika chłodniczego do klimatyzacji zaczynają być stosowane, zwłaszcza w pojazdach hybrydowych lub w pełni elektrycznych.

Gniazdo zapalniczki służy jako de facto standard używania przenośnego sprzętu 12-woltowego w samochodzie lub w jego pobliżu.

Hydrauliczny

Silnik ogólnie ma pompę hydrauliczną napędzaną mechanicznie przez silnik, ale mogą być również pompy napędzane elektrycznie.

W samochodach osobowych najpowszechniejszym zastosowaniem zasilania hydraulicznego był układ kierowniczy . Dachy składane można podnosić i opuszczać za pomocą hydrauliki. Wycieraczki przedniej szyby były czasami napędzane hydraulicznie, chociaż to użycie w większości ustało po późnych latach sześćdziesiątych. W pojazdach z niewielkim lub zerowym podciśnieniem w silniku zazwyczaj stosuje się układy hydrauliczne zamiast układów podciśnienia.

Francuska firma Citroën opracowała wysokociśnieniowy układ hydrauliczny do samochodów, który był używany we wszystkich systemach, nawet w fotelach z elektryczną regulacją.

Jeep Grand Cherokee z lat 1999–2004 miał hydraulicznie napędzany wentylator chłodnicy, napędzany pompą wspomagania kierownicy SUV-a.

W pojazdach takich jak ciężkie ciężarówki i ciągniki układy hydrauliczne są znacznie bardziej powszechne. Siłowniki hydrauliczne są używane do akcesoriów, takich jak łóżka do wywrotek, dźwigi, ładowarki i trzypunktowe zaczepy .

Próżnia

Powszechnie dostępnym źródłem energii z silnika spalinowego jest częściowe podciśnienie dostępne w kolektorze dolotowym . Silnik tłokowy jest zasadniczo pompą powietrza i wytwarza podciśnienie ssące i częściowe w kolektorze .

Podciśnienie w kolektorze zmienia się w zależności od obciążenia silnika i położenia przepustnicy , a samochody używają zbiorników próżniowych lub „pojemników próżniowych”, aby zapewnić użyteczne źródło w różnych warunkach. Turbodoładowane i doładowane silniki nie zawsze wytwarzają podciśnienie; Kolektor dolotowy jest faktycznie pod ciśnieniem, gdy turbosprężarka obraca się powyżej określonej prędkości.

Zbiorniki i urządzenia podłączone do silnika za pomocą zaworów zwrotnych pozwalają na obniżenie ciśnienia, gdy silnik wytwarza duże podciśnienie, ale nie pozwalają na powrót powietrza. Pojemniki próżniowe pozwalają tylko na pracę akcesoriów próżniowych przez bardzo krótki czas, a powietrze będzie wyciekać po wyłączeniu silnika.

Najbardziej wszechobecnym akcesorium zasilanym podciśnieniem jest wzmacniacz wspomagania układu hamulcowego . Podciśnienie jest tylko wspomaganiem, a hamulce mogą nadal działać, wymagając większej siły, jeśli podciśnienie wspomagające zostanie zużyte.

wycieraczki przedniej szyby zasilane próżniowo . Utrata podciśnienia w kolektorze, gdy silnik pracował ciężko lub przy szeroko otwartej przepustnicy, wymagała zastosowania pompy wspomagającej podciśnienie, która zwykle była częścią pompy paliwowej.

Samochodowe systemy próżniowe osiągnęły szczyt wykorzystania między latami 60. a 80. XX wieku. W tym czasie powstała ogromna różnorodność przełączników próżniowych , zaworów opóźniających i urządzeń pomocniczych.

Na przykład Ford Thunderbird z 1967 roku używał próżni do:

Takie systemy stają się zawodne z wiekiem, ponieważ rura próżniowa staje się krucha i podatna na wycieki.

Pneumatyczny

Układy pneumatyczne (sprężone powietrze) są rzadko spotykane w samochodach osobowych. Większe pojazdy często używają hamulców pneumatycznych , a ciśnienie może być wykorzystywane do napędzania innych układów. Często adaptowane są wycieraczki przedniej szyby, automatyczne skrzynie biegów i inne popularne akcesoria zasilane hydraulicznie lub podciśnieniowo. W autobusach, w których silnik często znajduje się z tyłu pojazdu, do przepustnicy i sprzęgła można użyć sprężonego powietrza.

Drzwi autobusu są zwykle napędzane pneumatycznie, podobnie jak stopnie i zawieszenie , co pozwala autobusowi opuścić się lub „uklęknąć” na przystankach, aby umożliwić pasażerom wsiadanie i wysiadanie.

Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Automobile_accessory_power&oldid=1030763935 ”