Автомобильная вспомогательная мощность

Пример потоков энергии для легкового автомобиля среднего размера последней модели: (а) вождение в городе; (б) вождение по шоссе. Источник: Министерство энергетики США [1]

Мощность автомобильного аксессуара может передаваться несколькими способами. Тем не менее, в конечном счете , всегда происходит от автомобиля «S двигатель внутреннего сгорания , аккумулятор, или другой„первичный двигатель“источник энергии. Появление мощных аккумуляторов в гибридных и полностью электрических транспортных средствах еще больше сдвигает баланс технологий в сторону аксессуаров с электрическим приводом.

Двигатель имеет одно или несколько устройств для преобразования вырабатываемой им энергии в пригодную для использования форму, электрическое соединение через генератор переменного тока, гидравлические соединения от насоса или системы двигателя, сжатый воздух и вакуум двигателя ; или двигатель может иметь прямую врезку через механическое соединение. Большинство аксессуаров современных транспортных средств работают на электроэнергии. Как правило, только 2% общей выходной мощности транспортного средства уходит на питание аксессуаров. ^[1] Электрические и гибридные транспортные средства могут использовать большую часть энергии для вспомогательного оборудования из-за снижения неэффективности трансмиссии, особенно из-за исключения холостого хода двигателя.

Механический [ править ]

Некоторые автомобильные аксессуары подключаются непосредственно к двигателю через шестерни или ремни . Обычно для этого требуется большое количество энергии. Кондиционер компрессор был знакомый пример, хотя все новые электрический хладагента компрессоры начинают использовать в производстве автомобилей.

Электрика [ править ]

Ранние автомобили использовали магнето для зажигания, которое не давало дополнительной мощности.

Первое электрическое подключение дополнительных устройств было обеспечено генератором постоянного тока . Напряжение изменялось в зависимости от частоты вращения двигателя, и из-за технологических ограничений для его регулирования использовались сложные механические устройства. Даже в этом случае напряжение на холостом ходу было слишком низким, чтобы быть полезным. Свинцово-кислотный аккумулятор использовался для обеспечения надлежащего напряжения, когда генератор не мог, и перезаряжался при более высоких оборотах двигателя или более низкой электрической нагрузке. Автомобиль самостоятельно стартер был ранняя системой двигателя , чтобы использовать это.

Освещение, которое раньше обеспечивали керосиновые лампы или газовые лампы , было одним из первых распространенных электрических аксессуаров.

Ранние системы использовали 6 вольт, но 12 вольт стали стандартом, потому что они обеспечивали большую мощность при меньшем токе. Первоначальный генератор постоянного тока был заменен генератором переменного тока, управляемым регулятором напряжения . ^[2] Из-за механических и электрических свойств более эффективно сначала вырабатывать переменный ток, а затем сразу же преобразовывать его в постоянный. Регулируя ток, подаваемый на ротор генератора, и, таким образом, силу магнитного поля, можно создавать стабильное напряжение в более широком диапазоне частот вращения двигателя.

Системы запуска, освещения и зажигания большинства автомобилей с бензиновым двигателем остаются 12-вольтовыми. В транспортных средствах с дизельным двигателем, включая передвижную строительную технику и тяжелые грузовики, используются электрические системы 24 В, как и во многих военных транспортных средствах. В настоящее время ведутся исследования по принятию стандарта электрической системы на 42 В для автомобильного электричества, но вся электрическая система должна быть перепроектирована и изготовлены новые компоненты для работы с более высоким напряжением. Основное преимущество более высокого напряжения состоит в том, что электрические компоненты могут изготавливаться из меньшего количества металла, что снижает вес и стоимость, а также повышает энергоэффективность.

Большинство современных систем, такие как электрические стеклоподъемники , электропривод сидения и дверные замки власти , электромотор. Системы рулевого управления с электрическим приводом были разработаны и используются во многих моделях. Высокоэффективные полностью электрические компрессоры хладагента для кондиционирования воздуха начинают использоваться, особенно в гибридных или полностью электрических транспортных средствах.

Прикуриватель служит стандартом де - факто для использования портативного 12 вольт оборудования или вблизи автомобиля.

Гидравлический [ править ]

Двигатель обычно имеет гидравлический насос с механическим приводом от двигателя, но также могут быть насосы с электрическим приводом.

В легковых автомобилях чаще всего используется гидроусилитель рулевого управления . Кабриолет можно поднимать и опускать с помощью гидравлики. Стеклоочистители иногда приводились в действие гидравлическим приводом, хотя в основном это использование прекратилось после конца 1960-х годов. На транспортных средствах с небольшим вакуумом в двигателе или без него гидравлические системы обычно используются вместо вакуумных систем.

Французская компания Citroën разработала гидравлическую систему высокого давления для автомобилей, которая использовалась для всех типов систем, даже для сидений с механической регулировкой.

Jeep Grand Cherokee 1999–2004 годов оснащался вентилятором радиатора с гидравлическим приводом, приводимым в действие насосом гидроусилителя рулевого управления внедорожника.

В транспортных средствах, таких как тяжелые грузовики и тракторы , гидравлические системы встречаются гораздо чаще. Гидравлические цилиндры используются для таких принадлежностей, как платформы самосвалов, краны, погрузчики и трехточечные сцепные устройства .

Вакуум [ править ]

Общедоступным источником энергии от двигателя внутреннего сгорания является частичный вакуум во впускном коллекторе . Поршневой двигатель принципиально воздушный насос , и она производит всасывание и частичный коллектор вакуума .

Вакуум в коллекторе изменяется в зависимости от нагрузки двигателя и положения дроссельной заслонки , и в автомобилях используются вакуумные резервуары или «вакуумные баллончики», чтобы обеспечить полезный источник в различных условиях. Двигатели с турбонаддувом и наддувом не всегда создают вакуум; впускной коллектор фактически находится под давлением, когда турбонагнетатель вращается выше определенной скорости.

Резервуары и устройства, подключенные к двигателю через обратные клапаны, позволяют снизить давление, когда двигатель создает большой вакуум, но не пропускают воздух обратно. Вакуумные баллоны позволяют использовать вакуумные аксессуары только в течение очень короткого времени, и воздух будет течь после выключения двигателя.

Самый распространенный аксессуар с вакуумным приводом - усилитель тормозной системы . Вакуум служит только вспомогательным средством, и тормоза могут продолжать работать, требуя большей силы, если вакуум в усилителе израсходован.

Многие старые автомобили использовали очистители ветрового стекла с вакуумным приводом . Потеря вакуума в коллекторе при интенсивной работе двигателя или при полностью открытой дроссельной заслонке вызвала необходимость использования подкачивающего вакуумного насоса, который обычно был частью топливного насоса.

Пика использования автомобильных вакуумных систем пришелся на период с 1960-х по 1980-е годы. За это время было создано огромное количество разнообразных вакуумных выключателей , запорных клапанов и вспомогательных устройств .

Например, Ford Thunderbird 1967 года использовал пылесос для:

• силовые тормоза
• Управление переключением трансмиссии
• Двери для скрытых фар
• Дистанционная разблокировка защелки багажника
• Управление вентиляцией задней кабины
• Дверные замки с электроприводом
• Направление приточного воздуха
• Управление клапаном сердечника нагревателя
• Откидывающаяся разблокировка рулевого колеса

Такие системы с возрастом становятся ненадежными, так как вакуумные трубки становятся хрупкими и подверженными утечкам.

Пневматический [ править ]

Пневматические системы (сжатый воздух) редко встречаются в легковых автомобилях. В более крупных транспортных средствах часто используются пневматические тормоза, и давление может использоваться для управления другими системами. Стеклоочистители, автоматические коробки передач и другие распространенные аксессуары с гидравлическим или вакуумным приводом часто адаптируются. На автобусах, где двигатель часто находится в задней части транспортного средства, сжатый воздух может использоваться для дроссельной заслонки и сцепления.

Двери автобусов, как правило, имеют пневматический привод, а также ступеньки и подвеска , что позволяет автобусу опускаться или «становиться на колени» на остановках, позволяя пассажирам садиться или выходить.

Ссылки [ править ]