مقدمه ای بر برق و انژکتور خودرو

برای راه اندازی موتور خودرو، به دستگاه راه انداز یا استار زن نیاز می باشد که درحقیقت یک موتور الکتریکی جریان مستقیم است. حتی اشتعال درون موتور که توسط جرقه شمع اتفاق می افتد و یا بسیاری از دکمه‌های درون خودرو، آپشن های خودرو از بالا پایین شدن شیشه های خودرو تا گرم کن سرد کن های صندلی و یا فرمان تا تنظیم آینه و صندلی توسط برق خودرو تامین و قابل اجراست.

برق خودرو از قطعات مختلفی شامل می شود، که این قطعات برقی را می توان به دو دسته تقسیم کرد؛ قطعاتی که مصرف کننده برق هستند مانند ECU یا همان کامپیوتر خودرو، یا انژکتور و دسته دوم وظیفه رساندن برق به اجزای حیاتی خودرو را دارند و تامین کننده محسوب می شوند.

تامیین کننده های برق خودرو شامل:

• باتری

باتری دستگاهی است که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند وظیفه باتری در خودرو این است که در لحظه روشن نمودن موتور خودرو و همچنین هنگامی که موتور خودرو خاموش است یا دور موتور پایین است نیازهای الکتریکی خودرو مانند استارت زدن، استفاده از رادیو، لامپ ها، شیشه بالابر ها و غیره را برطرف نماید.و در انواع مختلفی در بازار وجود دارد

• آلترناتور یا دینام

 آلترناتور به عنوان اصلی‌ترین منبع تامین برق در خودرو شناخته می شود در اینجا در ابتدا با نحوه تولید برق توسط این قطعه می‌پردازیم آلترناتور به عنوان یک ژنراتور سه فاز است که توسط تسمه به موتور متصل است می‌چرخد و برق تولید شده آن دارای دامنه مثبت و منفی( AC ) است. اما برق مورد نیاز در خودرو برقی با دامنه ثابت (ِDC مانند برق باتری( میباشد.

 برای اینکه برق تولیدی AC به برق تنها با دامنه مثبت تبدیل شود، از یکسوسازی دیودی استفاده می شود. یکسوساز دیودی می تواند برق تمام سیم های منفی یک برق AC را به را به سیکل های مثبت تبدیل کند.به طور خلاصه وظیفه دینام تولید جریان برق در مولد ها می باشد.

مزایای آلترناتور

تقریباً تمام اتومبیل های امروزی به جای دینام از آلترناتور استفاده می کنند دلایل این جایگزین عبارتند از

احتیاج کمتر به سرویس و نگهداری

 استفاده از آفتامات های الکترونیکی (ترانزیستوری) که نسبت به نوع الکترومکانیکی دقیق تر عمل کرده و کمتر خراب می شوند

 مقدار جریان تولیدی در دورهای پایین نسبت به دینام بیشتر است

 دارای وزن کمتری نسبت به دینام می باشد

• دلکو

دلکو یکی از اجزای تشکیل دهنده موتور های احتراق داخلی به شمار می رود این قطعه در سیستم جرقه زنی خودرو نقش تقسیم کننده جریان برق میان شمع های موتور اتومبیل را بر عهده دارد

• کوئل

میزان برقی که از باتری جریان می گیرد بسیار ضعیف است و در خصوص روشن کردن شمع های اتومبیل گزینه مناسبی محسوب نمی شود. بدین ترتیب کویل به عنوان یک سیم پیچ تقویت کننده، به تقویت ولتاژ تولیدی باطری می‌پردازد و برق مورد نیاز را در موعد مناسب به شمع هدایت می‌کند تا عمل احتراق شکل بگیرد.

درواقع کوئل در سیستم برق رسانی وظیفه تولید انرژی برای جرقه زنی، برق رسانی و تشکیل احتراق را بر عهده دارد. یک خودرو مجهز به موتور احتراق داخلی در خصوص جرقه زنی و تشکیل عمل احتراق نیاز به ۷۰۰۰ الی ۲۵ هزار ولت برق است، جالب است بدانید حداکثر پتانسیل تولید برق توسط باتری یک خودرو معمولی معادل ۱۲ ولت می باشد.

• شمع

شمع ابزاری است برای انتقال جرقه های متناوب برق داخل سیلندرها که در انتهای سیلندر بر روی سرسیلندر در موتور اتومبیل نصب می شوند و برق موتور که با حرکت متناوب دلکو به سر شمع ها می رسد، طوری تنظیم شده که به هنگام فشردگی بخار بنزین در انتهای سیلندر جرقه ای از انتهای شمع ساطع شده، باعث انفجار بنزین و حرکت موتور می گردد. قسمت فلزی شمع که جرقه از میان آنها ساتع می شود معمولا از جنس مس، پلاتینیوم و یا ایریدیوم است که به همین ترتیب عمر طولانی‌تر در عملکرد دارد

• وایرشمع

وایرشمع یا وایرهای فشار قوی که وظیفه انتقال جریان برق فشار قوی را از ترمینال مرکزی کویل به ترمینال مرکزی دلکو و همچنین از ترمینالهای دلکو به شمع ها را بر عهده دارند و باید خصوصیات زیر را داشته باشند.

1) عایق آن، مقاومت الکتریکی تا 40000 ولت را داشته باشد و در مایعات و هوا، جریان برق را از خود عبور ندهد.

2) در برابر تغییرات دمایی از 40 تا 260 درجه سانتیگراد به خوبی مقاومت کند.

3) از تولید امواج الکترومغناطیسی و تداخل آن با امواج دستگاههای صوتی و تصویری جلوگیری کند.

4) در حدود 160000 کیلومتر عمر مفید داشته و به مدت 10سال استحکام و دوام مناسب داشته باشد.

• مدارات الکتریکی

 بخش برقی موجود در خودروها عموما از انواع سوئیچ ها، مقاومت ها، رله ها، دیود ها، و ترانزیستور ها تشکیل شده است و در خودروهای پیشرفته تر مدارات الکترونیکی مجتمع نیز به کار برده می شود. سنسورها که جزو جداناشدنی در خودرو می باشند حالت های خاصی از این اجزا می باشند.

• فیوزها

فیروز یک قطعه حفاظتی می باشد که به طور سری در سر هر مسیر جریان قرار گرفته و از کلیه قطعات برقی که بعد از آن قرار دارند در برابر جریان‌های زیاد محافظت می کند. با توجه به نوع کاربرد هر فیوز دارای یک حداکثر جریان نامی می باشد که توسط کارخانه سازنده روی آن حک شده است. فیوز را با حرف F نشان میدهند. سالم بودن فیوز را می توان به روش چشمی یا با اهمتر تست کرد.

فیوزهایی که در خودرو ها استفاده می شوند سه نوع می باشند؛

 فیوزهای شیشه‌ای

 فیوز های سرامیکی

 فیوزهای تیغه‌ای یا چاقویی

• آفتامات

آفتامات ها برای کنترل ولتاژ و جریان  تولیدی استفاده می شوند و با این عمل از صدمه دیدن و سوختن مولد برق و مصرف کننده ها جلوگیری می شود و همچنین رابطی میان باطری و دینام می باشد هنگامی که دور موتور بالا رود ولتاژ برق تولیدی در دینام زیاد می شود این افزایش اگر از حدی بیشتر شود باعث سوختن مصرف کننده ها یا آسیب دیدن آنها می شود، بعلاوه اگر تعداد مصرف کننده های خودرو در یک لحظه زیاد شود جریان (آمپر) زیادی از دینام کشیده می‌شود که این عمل موجب آسیب دیدن دینام می گردد. همچنین اگر وقتی که دور موتور پایین می باشد یا موتور خاموش است، دینام به باتری متصل شود

جریان برق از باتری به دینام می‌رود که این عمل مطلوب نیست و باعث سوختن دینام می‌شود. بنابراین برای جلوگیری از موارد گفته شده از وسیله ای به نام آفتامات یا رگلاتور استفاده می گردد..

 به طور خلاصه آفتامات باید اهداف زیر را برآورده سازد

1) کنترل مقدار ولتاژ تولیدی برای محافظت از مصرف کننده ها

2) کنترل مقدارجریان مصرفی برای محافظت از دینام

3) اجازه شارژ باتری و جلوگیری از ورود جریان باتری به دینام در موقع خاموش بودن موتور.

 آفتامات های مورد استفاده در دینام ها معمولاً شامل سه رله می باشد، هر یک از رله ها یکی از وظایف آفتامات را انجام می دهد. به رله ای که ولتاژ تولیدی را کنترل می‌کند رله ولتاژ می‌گویند، رله ای که جریان را کنترل می کند رله جریان (آمپر) می نامند و رله ای که در زمان بیشتر بودن ولتاژ دینام از باتری. عمل کرده، اجازه شارژ باتری را می دهد رله کوت-اوت می نامند.

• سوکت ها

همانطور که می دانید اصلی ترین بخش سیم کشی خودرو از طریق اتصالات یا همان سوکت خودرو، از ترکیب سیم ها و فیوز ها به وجود آمده است.بهتر است بدانید اتصالات سومین قسمت از سیم کشی ماشین می باشند که امروزه با ارتقاء علم الکترونیک این سوکت ها در خودرو ضرورت زیادی پیدا کرده اند چون راه اتصال سیستم سیم کشی برق خودرو به دستگاه های استفاده کننده سوکت ها و همچنین اتصالات هستند.

• مدارچاپی:

تقریباً تمام اتومبیل های امروزی در قسمتهای مختلف مخصوصاً پشت داشبورد (پانل جلو) دارای مدار چاپی هستند. مدارهای چاپی، لایه های نازک مسی هستند که روی یک صفحه عایق طبق یک نقشه خاص قرار می گیرند کاربرد این مدارها در نقاطی است که تعداد بسیار زیادی از کابل در نقطه ای جمع می شود.

انواع جریان برق:

جریان برق را به دو دسته مستقیم و متناوب می توان تقسیم نمود

1)   جریان برق مستقیم (DC)

دراین حالت ولتاژ جریان برق نسبت به زمان تغییر نمی کند. مانند جریان برقی که از باتری خودرو یا باتری رادیو، ساعت، دوربین عکاسی و .... گرفته می شود.

اکثر دستگاه های الکترونیکی مانند؛ رادیو ظبط، تلویزیون، کامپیوتر و.... با برق مستقیم کار می کنند.در خودرو هم تمامی دستگاههای برقی از جریان برق مستقیم استفاده می کنند.

2)جریان برق متناوب AC))

تغییرات ولتاژ این جریان نسبت به زمان ثابت بوده و بطور دائم مقدار ولتاژ، مثبت و منفی می شود و این روند ادامه داشته و بطور دائم تکرار می شود این نوع جریان برق را جریان برق تک فاز می گویند و یا به عبارتی یک منحنی ولتاژ بیشتر وجود ندارد.

انواع روش های تولید جریان برق متناوب در خودرو

 همانطور که می دانید تولید کننده ها جریان برق در خودرو به دو دسته کلی دینام ها و آلترناتور ها تقسیم بندی می شوند دینام ها و آلترناتورها هر دو مولد جریان متناوب الکتریکی (دینام برق تکفاز و آلترناتور برق تکفاز یا سه فاز) است اما روش کار آنها با یکدیگر متفاوت می باشد.علاوه بر این به دلیل اینکه جریان متناوب در خودرو کاربردی ندارد و تمام مصرف کننده ها با برق جریان مستقیم کار می کنند باید به نحوی این جریان متناوب تولیدی به جریان مستقیم تبدیل شود، در دینام ها با استفاده از زغال ها و نیم حلقه ها و در آلترناتورها به وسیله دیود ها این عمل را انجام می دهند.

استاندارد رنگ کابل

با توجه به اینکه تعداد زیادی کابل در هر خودرو استفاده می شود. برای شناسایی هر کابل و مسیر آن، کابل ها را بوسیله رنگ آن مشخص می کنند.

دو نوع استاندارد برای رنگ کابل متداول است. یکی انگلیسی AU7 و دیگری استاندارد اروپایی می باشد.که در جدول های زیر به آن پرداختیم.

                               (استاندارد انگلیسی برای رنگ کابل)

                             (استاندارد اروپایی رنگ کابل)

لامپ ها

لامپ ها به عنوان منبع روشنایی در خودروها کاربرد فراوانی دارند. از چراغهای جلو گرفته تا چراغ های داخل و چراغ های نشان دهنده، همگی با استفاده از لامپ روشن می شوند. لامپ خودرو ها معمولاً از نوع تنگستنی خلائی و یا تنگستنی گازی (هالوژن )می باشد.

 رشته تنگستن موجود در لامپ به دلیل عبور جریان گرم شده و به مرحله گداختگی می رسد. این دما در خلاء در حدود۲۳۰۰  درجه سانتیگراد است (نقطه ذوب تنگستن ۳۳۷۰ درجه سانتیگراد می باشد ) برای قرار دادن رشته تنگستن در محلی کوچک، آن را به صورت مارپیچ می سازند این کاراستحکام مکانیکی آنرا نیز افزایش می دهد.

 گاز موجود در لامپهای تنگستن گازی، عمدتاً ید است ید جزء فلزات هالوژن در جدول تناوبی می باشد به همین دلیل به این گونه لامپ ها، لامپ های هالوژنی می‌گویند.عمر این لامپ ها نسبت به نوع خلائی بیشتر بوده و برخلاف لامپهای خلائی با گذشت زمان سیاه نمی شوند.

آشنایی با مولتی متر

متر به معنای اندازه گیری و مولتی متر به معنای ابزار چند اندازه گیری می باشد. مولتی متر ابزاری کارآمد در اکثر اندازه گیری های الکتریکی به شمار می‌آید و قابلیت اندازه گیری مقادیر الکتریکی ولتاژ، مقاومت و جریان را دارا می باشد. جهت بررسی قطعی و یا اتصال سیم ها و نظیر تست دیود می توان از این ابزار استفاده کرد، مولتی متر ها دارای ۲ پروپ( سرسیم) می باشند (با رنگ های مختلف یعنی قرمز و مشکی) و سه یا چهار سوکت جهت اتصال این پروپ ها به دستگاه می باشند

 پروپ مشکی همواره به سوکت مشترک یا COM که با علامت بدنه مشخص شده متصل می گردد. پروپ قرمز با در نظر گرفتن کمیت مورد اندازه گیری (همچنین محدودیت اندازه گیری در مورد جریان) به سوکت مربوطه متصل می گردد.