Le système électrique d’une automobile est comme le système nerveux de l’automobile. Les différents composants électriques interagissent pour assurer le fonctionnement normal de l’automobile. Le principe de fonctionnement des composants électriques automobiles sera expliqué sous plusieurs aspects ci-dessous.
1. Système d'alimentation
1. Batterie
- La batterie est une source d'alimentation indépendante pour le système électrique de l'automobile. Il se compose d'une électrode positive et d'une électrode négative. Dans l’automobile, l’électrode négative de la batterie est généralement mise à la terre et l’électrode positive alimente le système électrique. Le principe de fonctionnement de la batterie repose sur la conversion mutuelle de l’énergie chimique et de l’énergie électrique. Pendant le processus de charge, la source d’alimentation externe convertit l’énergie électrique en énergie chimique et la stocke ; pendant le processus de décharge, l’énergie chimique est convertie en énergie électrique pour fournir du courant aux équipements électriques de la voiture. Par exemple, lorsque le moteur de la voiture ne démarre pas, la batterie alimente la radio, l'éclairage intérieur et d'autres équipements de la voiture.
- La capacité de la batterie détermine la quantité d'énergie électrique qu'elle peut fournir. Sa capacité est affectée par de nombreux facteurs, tels que la surface de la plaque, la quantité de substances actives, etc. Si la tension de la batterie chute, le courant diminuera et, à terme, il ne suffira pas à faire fonctionner les composants.
2. Alternateur
- L'alternateur est la principale source d'énergie lorsque la voiture roule. Son principe de fonctionnement repose sur la loi de l'induction électromagnétique. Lorsque le moteur tourne, le rotor de l'alternateur est entraîné en rotation par la courroie, l'enroulement du champ magnétique sur le rotor génère un champ magnétique rotatif et l'enroulement du stator coupe les lignes de force magnétiques, générant ainsi une force électromotrice alternative. Le courant alternatif généré par l'alternateur est redressé par le redresseur et converti en courant continu, qui charge le système électrique de la voiture et fournit de l'énergie électrique.
- L'alternateur a également pour fonction de réguler la tension. Grâce au régulateur de tension, il peut ajuster automatiquement la tension de sortie en fonction de la charge du système électrique de la voiture et de l'état de charge de la batterie pour garantir que la tension est stable dans une plage appropriée pour protéger les équipements électriques.
2. Système de démarrage
1. Démarreur
-La fonction principale du démarreur est de convertir l'énergie électrique de la batterie en énergie mécanique, de faire tourner le vilebrequin du moteur et de démarrer le moteur. Le démarreur se compose de trois parties : un moteur à courant continu, un mécanisme de transmission et un dispositif de commande.
- Lorsque le conducteur tourne la clé de contact pour démarrer la voiture, le circuit de commande est connecté et le courant circule de la batterie vers le moteur à courant continu du démarreur. L'enroulement d'induit du moteur à courant continu tourne dans le champ magnétique sous l'action d'une force électromagnétique et transmet le couple à la couronne du volant d'inertie du moteur via le mécanisme de transmission, entraînant la rotation du vilebrequin du moteur. Une fois le moteur démarré avec succès, le circuit de commande du démarreur sera automatiquement déconnecté pour éviter que le démarreur ne soit endommagé par la rotation à grande vitesse du moteur.
III. Système d'allumage
1. Système d'allumage traditionnel
- Le système d'allumage traditionnel est principalement composé d'une alimentation (batterie et générateur AC), d'une bobine d'allumage, d'un distributeur, d'une bougie d'allumage, etc. Son processus de fonctionnement est le suivant : lorsque le moteur tourne, les contacts du disjoncteur dans le distributeur sont constamment ouverts et fermés. . Lorsque les contacts sont fermés, le courant traverse l'enroulement primaire de la bobine d'allumage et un champ magnétique est généré autour de l'enroulement primaire ; lorsque les contacts sont déconnectés, le courant dans l'enroulement primaire est brusquement interrompu et le champ magnétique disparaît rapidement. Grâce au principe de l'induction électromagnétique, une haute tension est induite dans l'enroulement secondaire de la bobine d'allumage.
- Cette haute tension est distribuée à chaque bougie à travers le distributeur selon l'état de fonctionnement du moteur, et l'écart entre les électrodes de la bougie est comblé, générant une étincelle électrique pour enflammer le mélange. Par exemple, dans un moteur à essence à quatre temps, la bougie d'allumage s'allume à la fin de la course de compression, provoquant la combustion et l'expansion du mélange, poussant le piston à effectuer son travail.
2. Système d'allumage électronique
- Le système d'allumage électronique remplace les contacts du disjoncteur du système d'allumage traditionnel par des composants électroniques (tels que des transistors, etc.). Son principe de fonctionnement est le suivant : les informations sur le régime moteur et la position sont détectées par des capteurs (tels que des capteurs de position du vilebrequin, etc.), et ces informations sont transmises à l'unité de commande électronique (ECU). L'ECU calcule le calage de l'allumage sur la base de ces informations et contrôle l'activation et la désactivation de l'enroulement primaire de la bobine d'allumage, générant ainsi une haute tension dans l'enroulement secondaire pour fournir de l'énergie d'allumage à la bougie d'allumage. Le système d'allumage électronique présente les avantages d'une énergie d'allumage élevée et d'un calage d'allumage précis, ce qui peut améliorer les performances et l'économie de carburant du moteur.
IV. Systèmes d'éclairage, de signalisation, d'instrumentation et d'alarme
1. Système d'éclairage
- Le système d'éclairage automobile comprend les phares, les feux arrière, les antibrouillards, etc. La fonction principale des phares est de fournir au conducteur un éclairage pour la route la nuit ou dans des conditions de faible visibilité. Les ampoules de phares comprennent les lampes halogènes, les lampes au xénon et les lampes LED. En prenant les lampes halogènes comme exemple, lorsque le courant traverse le filament, le filament chauffe et émet de la lumière, et la lumière est focalisée et projetée sur la route à travers le réflecteur et la lentille.
- Les feux arrière sont principalement utilisés pour indiquer la position et l'état de conduite du véhicule aux véhicules arrière et aux piétons la nuit ou dans des conditions de faible visibilité. Les phares antibrouillard sont utilisés dans des conditions météorologiques défavorables, comme les jours de brouillard. La couleur de la lumière des feux antibrouillard est généralement jaune ou blanche. Il a une forte capacité de diffusion et peut pénétrer un brouillard épais pour améliorer la sécurité de conduite.
2. Système de signalisation
-Le système de signalisation de la voiture comprend des clignotants, des feux stop et des feux de recul. Les clignotants sont utilisés pour indiquer l'intention de tourner du véhicule aux autres véhicules et aux piétons. Lorsque le conducteur actionne l'interrupteur des clignotants, le circuit est connecté et le clignotant clignote. Le feu stop s'allume lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein, envoyant un signal de freinage au véhicule arrière. Le feu de recul s'allume lorsque le véhicule recule pour alerter les véhicules arrière et les piétons.
3. Instruments et systèmes d'alarme
- Le système d'instruments automobiles comprend le compteur de vitesse, le tachymètre, la jauge de carburant, la jauge de température d'eau, etc. Ces instruments obtiennent les paramètres de fonctionnement pertinents de l'automobile grâce à des capteurs et les convertissent en pointeurs ou en chiffres à afficher sur le tableau de bord afin que le conducteur puisse comprendre l'état de fonctionnement de l'automobile. Par exemple, le compteur de vitesse détecte la vitesse de rotation de la roue grâce au capteur de vitesse et calcule la vitesse de conduite de la voiture en fonction de la circonférence de la roue.
- Le dispositif d'alarme est utilisé pour envoyer un signal d'avertissement au conducteur lorsque la voiture se trouve dans une situation anormale. Par exemple, lorsque la température du liquide de refroidissement du moteur est trop élevée, le voyant d'avertissement de température de l'eau s'allume ; lorsque le niveau de carburant dans le réservoir de carburant est trop bas, le témoin de carburant s'allume.
V. Équipements électriques auxiliaires
1. Portes et fenêtres électriques automobiles, serrures centrales et rétroviseurs électriques
- Le système électrique de porte et de fenêtre de l'automobile entraîne la montée et la descente de la vitre à travers le moteur. Lorsque le conducteur actionne le commutateur de lève-vitre, le circuit est connecté, le moteur tourne en avant ou en arrière et entraîne la montée ou la descente de la vitre. Le système de verrouillage centralisé des portes peut contrôler le verrouillage et le déverrouillage de toutes les portes en même temps via l'interrupteur de verrouillage des portes situé du côté conducteur. Le rétroviseur électrique ajuste l'angle du rétroviseur grâce à un moteur électrique pour répondre au champ de vision du conducteur.
2. Mécanisme antivol de sécurité du dispositif de télécommande
-Le mécanisme antivol de sécurité du dispositif de télécommande envoie un signal à la voiture via la télécommande. Lorsque le conducteur appuie sur le bouton de verrouillage de la télécommande, le signal est reçu par le récepteur de la voiture, le système de verrouillage centralisé des portes verrouille la porte et le système antivol entre en état d'alerte. Si quelqu'un ouvre illégalement la porte ou démarre la voiture, le système antivol déclenchera le dispositif d'alarme, déclenchera une alarme et fera clignoter les lumières.
VI. Système de climatisation automobile
1. Système d'exploitation réfrigérant de réfrigération et de climatisation
- Le système de réfrigération de climatisation automobile est principalement composé d'un compresseur, d'un condenseur, d'un évaporateur, d'un détendeur, etc. Le fluide frigorigène (généralement R-134a) circule dans le système. Le compresseur comprime le réfrigérant gazeux en un gaz à haute température et haute pression, puis l'envoie au condenseur. Dans le condenseur, le réfrigérant gazeux à haute température et haute pression dissipe la chaleur vers l'extérieur à travers le dissipateur thermique et devient un réfrigérant liquide à haute pression après refroidissement.
- Une fois que le réfrigérant liquide à haute pression est étranglé et dépressurisé par le détendeur, il devient un réfrigérant liquide à basse température et basse pression et entre dans l'évaporateur. Dans l'évaporateur, le réfrigérant liquide absorbe la chaleur de l'air ambiant et se vaporise, ce qui réduit la température de surface de l'évaporateur, obtenant ainsi un effet de refroidissement. Le réfrigérant vaporisé est à nouveau aspiré dans le compresseur pour démarrer le cycle suivant.
2. Contrôle du système de climatisation
- Le contrôle du système de climatisation automobile comprend le contrôle de la température, le contrôle du volume d'air, etc. Le contrôle de la température est obtenu en ajustant la capacité de refroidissement de l'évaporateur. Par exemple, lorsque le conducteur règle une température plus basse, le système de contrôle de la climatisation augmentera le temps de fonctionnement du compresseur ou augmentera la vitesse du compresseur pour améliorer l'effet de refroidissement. Le contrôle du volume d'air est obtenu en ajustant la vitesse du ventilateur. Le conducteur peut choisir différents rapports de volume d'air en fonction de ses besoins.
VII. Système d'airbags
1. Principe de fonctionnement et structure des airbags
- Le système d'airbag est principalement composé de capteurs, d'unités de commande électroniques (ECU) et de composants d'airbag. Lorsqu'une voiture entre en collision, le capteur de collision installé à l'avant de la voiture détectera des informations telles que l'intensité et la direction de la collision et transmettra ces informations à l'ECU. Si l'intensité de la collision dépasse le seuil défini, l'ECU déclenchera immédiatement le générateur de gaz dans l'ensemble airbag.
- Les substances chimiques présentes dans le générateur de gaz réagissent pour produire rapidement une grande quantité de gaz, qui gonfle l'airbag en très peu de temps, formant un tampon entre le conducteur et le volant (ou le passager et le tableau de bord, etc.), réduisant les dommages au corps humain causés par la collision.
Il existe de nombreux types de composants électriques dans la voiture et leurs principes de fonctionnement respectifs sont complexes mais interdépendants. Ensemble, ils constituent le système électrique automobile, qui garantit la sécurité, le confort et le fonctionnement efficace de la voiture.
