ระบบไฟฟ้าของรถยนต์ก็เหมือนกับระบบประสาทของรถยนต์ ส่วนประกอบทางไฟฟ้าต่างๆ ทำงานร่วมกันเพื่อให้มั่นใจว่ารถยนต์ทำงานได้ตามปกติ หลักการทำงานของส่วนประกอบไฟฟ้าในรถยนต์จะอธิบายได้จากหลายแง่มุมด้านล่าง
1. ระบบไฟฟ้า
1. แบตเตอรี่
- แบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงานอิสระสำหรับระบบไฟฟ้ารถยนต์ ประกอบด้วยอิเล็กโทรดบวกและอิเล็กโทรดลบ ในรถยนต์ อิเล็กโทรดขั้วลบของแบตเตอรี่มักจะต่อสายดิน และอิเล็กโทรดบวกจะจ่ายไฟให้กับระบบไฟฟ้า หลักการทำงานของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับการแปลงพลังงานเคมีและพลังงานไฟฟ้าร่วมกัน ในระหว่างกระบวนการชาร์จ แหล่งพลังงานภายนอกจะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมีและเก็บไว้ ในระหว่างกระบวนการคายประจุ พลังงานเคมีจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อให้กระแสไฟฟ้าแก่อุปกรณ์ไฟฟ้าบนรถ ตัวอย่างเช่น เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ไม่ได้ แบตเตอรี่จะจ่ายพลังงานให้กับวิทยุของรถ ไฟภายในรถ และอุปกรณ์อื่นๆ
- ความจุของแบตเตอรี่เป็นตัวกำหนดปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่สามารถจ่ายได้ ความจุได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย เช่น พื้นที่ของแผ่น ปริมาณสารออกฤทธิ์ เป็นต้น หากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลง กระแสไฟจะลดลง และในที่สุดจะไม่เพียงพอที่จะทำให้ส่วนประกอบต่างๆ ทำงาน
2. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเป็นแหล่งพลังงานหลักในขณะที่รถวิ่ง หลักการทำงานของมันเป็นไปตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงาน โรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับจะถูกขับเคลื่อนให้หมุนด้วยสายพาน สนามแม่เหล็กที่คดเคี้ยวบนโรเตอร์จะสร้างสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุน และขดลวดสเตเตอร์จะตัดเส้นแรงแม่เหล็ก ดังนั้นจึงสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าสลับกัน กระแสสลับที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับจะถูกแก้ไขโดยเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าและแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งชาร์จระบบไฟฟ้าของรถยนต์และให้พลังงานไฟฟ้า
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับยังมีหน้าที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วย โดยจะสามารถปรับแรงดันเอาต์พุตโดยอัตโนมัติตามโหลดของระบบไฟฟ้าของรถยนต์และสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ผ่านตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าจะคงที่ภายในช่วงที่เหมาะสมเพื่อปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้า
2. ระบบสตาร์ท
1. สตาร์ทเตอร์
- หน้าที่หลักของสตาร์ทเตอร์คือการแปลงพลังงานไฟฟ้าของแบตเตอรี่ให้เป็นพลังงานกล ขับเคลื่อนเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ให้หมุน และสตาร์ทเครื่องยนต์ สตาร์ทเตอร์ประกอบด้วยสามส่วน: มอเตอร์กระแสตรง กลไกการส่งกำลัง และอุปกรณ์ควบคุม
- เมื่อผู้ขับขี่บิดกุญแจสตาร์ทเพื่อสตาร์ทรถ วงจรควบคุมจะเชื่อมต่ออยู่ และกระแสไฟฟ้าจะไหลจากแบตเตอรี่เข้าสู่มอเตอร์กระแสตรงของสตาร์ทเตอร์ ขดลวดกระดองของมอเตอร์กระแสตรงจะหมุนในสนามแม่เหล็กภายใต้การกระทำของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า และส่งแรงบิดไปยังเฟืองวงแหวนมู่เล่ของเครื่องยนต์ผ่านกลไกการส่งกำลัง ซึ่งขับเคลื่อนเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ให้หมุน เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ได้สำเร็จ วงจรควบคุมสตาร์ทเตอร์จะถูกตัดการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติ เพื่อป้องกันไม่ให้สตาร์ทเตอร์ได้รับความเสียหายจากการหมุนด้วยความเร็วสูงของเครื่องยนต์
ที่สาม ระบบจุดระเบิด
1. ระบบจุดระเบิดแบบดั้งเดิม
- ระบบจุดระเบิดแบบเดิมส่วนใหญ่ประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟ (แบตเตอรี่และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ) คอยล์จุดระเบิด ตัวจ่ายไฟ หัวเทียน ฯลฯ กระบวนการทำงานคือ: เมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงาน หน้าสัมผัสของเบรกเกอร์ในตัวจ่ายไฟจะเปิดและปิดอย่างต่อเนื่อง . เมื่อปิดหน้าสัมผัส กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิของคอยล์จุดระเบิด และสนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นรอบๆ ขดลวดปฐมภูมิ เมื่อหน้าสัมผัสถูกตัดการเชื่อมต่อ กระแสไฟฟ้าในขดลวดปฐมภูมิจะถูกขัดจังหวะอย่างกะทันหัน และสนามแม่เหล็กจะหายไปอย่างรวดเร็ว เนื่องจากหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าจะเกิดไฟฟ้าแรงสูงในขดลวดทุติยภูมิของคอยล์จุดระเบิด
- ไฟฟ้าแรงสูงนี้จะถูกกระจายไปยังหัวเทียนแต่ละหัวผ่านตัวจ่ายไฟตามลำดับการทำงานของเครื่องยนต์ และช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรดหัวเทียนจะถูกทำลายลง ทำให้เกิดประกายไฟไฟฟ้าเพื่อจุดส่วนผสม ตัวอย่างเช่น ในเครื่องยนต์เบนซิน 4 จังหวะ หัวเทียนจะจุดระเบิดเมื่อสิ้นสุดจังหวะการอัด ทำให้ส่วนผสมไหม้และขยายตัว ส่งผลให้ลูกสูบทำงาน
2. ระบบจุดระเบิดอิเล็กทรอนิกส์
- ระบบจุดระเบิดแบบอิเล็กทรอนิกส์จะแทนที่หน้าสัมผัสเบรกเกอร์ในระบบจุดระเบิดแบบเดิมด้วยส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ (เช่น ทรานซิสเตอร์ ฯลฯ) หลักการทำงานของมันคือ: เซ็นเซอร์จะตรวจจับข้อมูลความเร็วรอบเครื่องยนต์และตำแหน่ง (เช่น เซ็นเซอร์ตำแหน่งเพลาข้อเหวี่ยง ฯลฯ) และข้อมูลนี้จะถูกส่งไปยังชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (ECU) ECU คำนวณเวลาในการจุดระเบิดตามข้อมูลนี้ และควบคุมการเปิดและปิดของขดลวดปฐมภูมิของคอยล์จุดระเบิด ดังนั้นจึงสร้างแรงดันไฟฟ้าสูงในขดลวดทุติยภูมิเพื่อจ่ายพลังงานการจุดระเบิดให้กับหัวเทียน ระบบจุดระเบิดอิเล็กทรอนิกส์มีข้อดีคือพลังงานการจุดระเบิดสูงและจังหวะการจุดระเบิดที่แม่นยำ ซึ่งสามารถปรับปรุงสมรรถนะและการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ได้
IV. ระบบแสงสว่าง สัญญาณ เครื่องมือวัด และระบบเตือนภัย
1. ระบบไฟส่องสว่าง
- ระบบไฟส่องสว่างในรถยนต์ ได้แก่ ไฟหน้า ไฟท้าย ไฟตัดหมอก ฯลฯ หน้าที่หลักของไฟหน้าคือการให้แสงสว่างแก่ผู้ขับขี่สำหรับถนนข้างหน้าในเวลากลางคืนหรือในสภาวะที่ทัศนวิสัยต่ำ หลอดไฟหน้าประกอบด้วยไฟฮาโลเจน ไฟซีนอน และไฟ LED ยกตัวอย่างหลอดฮาโลเจน เมื่อกระแสไหลผ่านเส้นใย เส้นใยจะร้อนขึ้นและปล่อยแสง จากนั้นแสงจะถูกโฟกัสและฉายลงบนถนนข้างหน้าผ่านตัวสะท้อนแสงและเลนส์
- ไฟท้ายส่วนใหญ่จะใช้เพื่อแสดงตำแหน่งและสถานะการขับขี่ของยานพาหนะต่อยานพาหนะด้านหลังและคนเดินถนนในเวลากลางคืนหรือในสภาพทัศนวิสัยต่ำ ไฟตัดหมอกจะใช้ในสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น ในวันที่มีหมอกหนา สีของไฟตัดหมอกมักเป็นสีเหลืองหรือสีขาว มีความสามารถในการกระจายที่แข็งแกร่งและสามารถทะลุผ่านหมอกหนาเพื่อปรับปรุงความปลอดภัยในการขับขี่
2. ระบบสัญญาณ
- ระบบสัญญาณรถยนต์ ได้แก่ สัญญาณไฟเลี้ยว ไฟเบรก และไฟถอยหลัง สัญญาณไฟเลี้ยวใช้เพื่อระบุความตั้งใจในการเลี้ยวของรถไปยังรถคันอื่นและคนเดินถนน เมื่อคนขับใช้งานสวิตช์ไฟเลี้ยว วงจรจะเชื่อมต่ออยู่และสัญญาณไฟเลี้ยวจะกะพริบ ไฟเบรกจะสว่างขึ้นเมื่อผู้ขับขี่เหยียบแป้นเบรกเพื่อส่งสัญญาณเบรกไปยังรถคันหลัง ไฟถอยหลังจะสว่างขึ้นเมื่อรถกำลังถอยหลังเพื่อแจ้งเตือนรถคันหลังและคนเดินถนน
3. เครื่องมือและระบบเตือนภัย
- ระบบเครื่องมือรถยนต์ ได้แก่ มาตรวัดความเร็ว มาตรวัดรอบ มาตรวัดน้ำมันเชื้อเพลิง เกจวัดอุณหภูมิน้ำ ฯลฯ เครื่องมือเหล่านี้ได้รับพารามิเตอร์การทำงานที่เกี่ยวข้องของรถยนต์ผ่านเซ็นเซอร์ และแปลงเป็นตัวชี้หรือตัวเลขเพื่อแสดงบนแผงหน้าปัดเพื่อให้ผู้ขับขี่สามารถ เข้าใจสถานะการทำงานของรถยนต์ ตัวอย่างเช่น มาตรวัดความเร็วจะตรวจจับความเร็วในการหมุนของล้อผ่านเซ็นเซอร์ความเร็ว และคำนวณความเร็วในการขับขี่ของรถตามเส้นรอบวงของล้อ
- อุปกรณ์เตือนภัยใช้ในการส่งสัญญาณเตือนภัยไปยังผู้ขับขี่เมื่อรถมีสถานการณ์ผิดปกติ ตัวอย่างเช่น เมื่ออุณหภูมิน้ำหล่อเย็นเครื่องยนต์สูงเกินไป ไฟเตือนอุณหภูมิน้ำจะสว่างขึ้น เมื่อระดับน้ำมันเชื้อเพลิงในถังน้ำมันเชื้อเพลิงต่ำเกินไป ไฟเตือนน้ำมันเชื้อเพลิงจะสว่างขึ้น
V. อุปกรณ์ไฟฟ้าเสริม
1. ประตูและหน้าต่างไฟฟ้ารถยนต์ เซ็นทรัลล็อคประตู และกระจกมองหลังไฟฟ้า
- ระบบประตูหน้าต่างไฟฟ้ารถยนต์ ขับเคลื่อนกระจกหน้าต่างขึ้นลงผ่านมอเตอร์ เมื่อคนขับใช้งานสวิตช์ยกกระจก วงจรจะเชื่อมต่ออยู่ มอเตอร์จะหมุนไปข้างหน้าหรือถอยหลัง และขับเคลื่อนกระจกหน้าต่างให้ขึ้นหรือลง ระบบล็อคประตูส่วนกลางสามารถควบคุมการล็อคและปลดล็อคประตูทุกบานพร้อมกันผ่านสวิตช์ล็อคประตูด้านคนขับ กระจกมองหลังแบบไฟฟ้าจะปรับมุมของกระจกมองหลังผ่านมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อให้สอดคล้องกับทัศนวิสัยของผู้ขับขี่
2. กลไกป้องกันการโจรกรรมความปลอดภัยของอุปกรณ์ควบคุมระยะไกล
- กลไกป้องกันการโจรกรรมความปลอดภัยของอุปกรณ์ควบคุมระยะไกลจะส่งสัญญาณไปยังรถผ่านรีโมทคอนโทรล เมื่อผู้ขับขี่กดปุ่มล็อคบนรีโมทคอนโทรล เครื่องรับสัญญาณบนรถก็จะรับสัญญาณ ระบบเซ็นทรัลล็อคประตูจะล็อคประตู และระบบกันขโมยจะเข้าสู่สถานะแจ้งเตือน หากมีคนเปิดประตูหรือสตาร์ทรถโดยมิชอบ ระบบกันขโมยจะสั่งงานอุปกรณ์สัญญาณเตือนภัย ส่งเสียงสัญญาณเตือนภัย และไฟกระพริบ
วี. ระบบปรับอากาศรถยนต์
1. ระบบการทำงานของสารทำความเย็นของเครื่องทำความเย็นและการปรับอากาศ
- ระบบทำความเย็นของเครื่องปรับอากาศรถยนต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ เครื่องระเหย วาล์วขยายตัว ฯลฯ สารทำความเย็น (โดยปกติคือ R-134a) จะไหลเวียนอยู่ในระบบ คอมเพรสเซอร์จะบีบอัดสารทำความเย็นที่เป็นก๊าซให้เป็นก๊าซที่มีอุณหภูมิสูงและความดันสูง จากนั้นจึงส่งไปยังคอนเดนเซอร์ ในคอนเดนเซอร์ สารทำความเย็นที่เป็นก๊าซอุณหภูมิสูงและความดันสูงจะกระจายความร้อนออกสู่ภายนอกผ่านแผงระบายความร้อน และกลายเป็นสารทำความเย็นเหลวแรงดันสูงหลังจากระบายความร้อน
- หลังจากที่สารทำความเย็นเหลวแรงดันสูงถูกควบคุมและลดแรงดันโดยวาล์วขยายตัว มันจะกลายเป็นสารทำความเย็นของเหลวอุณหภูมิต่ำและความดันต่ำและเข้าสู่เครื่องระเหย ในเครื่องระเหย สารทำความเย็นที่เป็นของเหลวจะดูดซับความร้อนของอากาศโดยรอบและระเหยกลายเป็นไอ ซึ่งจะช่วยลดอุณหภูมิพื้นผิวของเครื่องระเหย จึงทำให้เกิดความเย็น สารทำความเย็นที่ระเหยจะถูกดูดเข้าไปในคอมเพรสเซอร์อีกครั้งเพื่อเริ่มรอบถัดไป
2.การควบคุมระบบปรับอากาศ
- การควบคุมระบบปรับอากาศรถยนต์ ได้แก่ การควบคุมอุณหภูมิ การควบคุมปริมาตรอากาศ เป็นต้น การควบคุมอุณหภูมิทำได้โดยการปรับความสามารถในการทำความเย็นของเครื่องระเหย เช่น เมื่อผู้ขับขี่ตั้งค่าอุณหภูมิให้ต่ำลง ระบบควบคุมเครื่องปรับอากาศจะเพิ่มเวลาการทำงานของคอมเพรสเซอร์หรือเพิ่มความเร็วของคอมเพรสเซอร์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความเย็น การควบคุมปริมาตรลมทำได้โดยการปรับความเร็วของโบลเวอร์ ผู้ขับขี่สามารถเลือกเกียร์ปริมาณลมที่แตกต่างกันได้ตามความต้องการ
ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ระบบถุงลมนิรภัย
1. หลักการทำงานและโครงสร้างของถุงลมนิรภัย
- ระบบถุงลมนิรภัยส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (ECU) และส่วนประกอบถุงลมนิรภัย เมื่อรถชน เซ็นเซอร์ตรวจจับการชนที่ติดตั้งไว้ที่ด้านหน้ารถจะตรวจจับข้อมูล เช่น ความรุนแรงและทิศทางของการชน และส่งข้อมูลนี้ไปยัง ECU หากความรุนแรงของการชนเกินเกณฑ์ที่ตั้งไว้ ECU จะสั่งงานเครื่องกำเนิดก๊าซในชุดถุงลมนิรภัยทันที
- สารเคมีในเครื่องกำเนิดแก๊สทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วทำให้เกิดก๊าซจำนวนมาก ซึ่งจะทำให้ถุงลมนิรภัยพองตัวในเวลาอันสั้น ก่อตัวเป็นบัฟเฟอร์ระหว่างคนขับกับพวงมาลัย (หรือผู้โดยสารและแผงหน้าปัด ฯลฯ) ลดความเสียหายต่อร่างกายมนุษย์ที่เกิดจากการชนกัน
มีส่วนประกอบทางไฟฟ้าหลายประเภทในรถยนต์ และหลักการทำงานที่เกี่ยวข้องนั้นซับซ้อนแต่มีความเกี่ยวข้องกัน เมื่อรวมกันแล้วจะเป็นระบบไฟฟ้าของยานยนต์ ซึ่งรับประกันความปลอดภัย ความสะดวกสบาย และการทำงานที่มีประสิทธิภาพของรถยนต์
