مقاله در مورد برق خودرو

مقدمه:
در دهه های اخیر، پیشرفت های گسترده در صنعت خودروسازی باعث شده که بخش های الکتریکی خودرو نقش مرکزی در عملکرد و رفاه سرنشینان پیدا کنند. افزایش روزافزون تجهیزات رفاهی و سیستم های الکتریکی در خودروهای مدرن، از چراغ های جلو و عقب گرفته تا کولر، شیشه بالابر برقی و پروژکتورهای اضافی، فشار زیادی بر منابع انرژی الکتریکی خودرو وارد کرده است. باطری های سنتی قادر به تامین جریان مورد نیاز این وسایل نبودند و نیاز به تولید جریان پایدار و مستمر، مسیر توسعه مولدهای برق خودرو را شکل داد. در ابتدا، دینام ها به عنوان مولد برق DC معرفی شدند و توانستند بخش عمده نیازهای اولیه خودرو را مانند روشنایی، بوق، کویل و شارژ باطری تامین کنند، اما با افزایش تعداد و تنوع تجهیزات، ظرفیت دینام ها کافی نبود و خودرو سازان به طراحی آلترناتورهای AC روی آوردند. آلترناتورها، با قابلیت جریان دهی بالاتر و امکان تنظیم ولتاژ خروجی، توانستند نیازهای پیچیده خودروهای مدرن را برآورده کنند و امکان توسعه سیستم های رفاهی و ایمنی بیشتر را فراهم ساختند.

تغییر از دینام به آلترناتور، نقطه عطفی در مهندسی برق خودرو محسوب می شود. آلترناتورها با ساختار سه فاز و قابلیت روتور دو قطبی، توان تولید جریان بیشتر در محدوده ولتاژ پایدار را فراهم می آورند و طراحی مدارهای ولتاژ خروجی و رگولاتورهای آن به گونه ای است که جریان مناسب برای شارژ باطری و تغذیه تمامی مصرف کننده ها تأمین شود. این تغییرات باعث شده که دیگر در خودروهای مدرن نیازی به استفاده از دینام نباشد و تمامی سازندگان به آلترناتورهای قابل تنظیم و قابل اعتماد روی آورده اند. سیستم های کنترل ولتاژ، با رله ها و آفتامات تعبیه شده، جریان خروجی را در محدوده مجاز نگه می دارند و از آسیب به تجهیزات الکتریکی جلوگیری می کنند. عملکرد هماهنگ بین آلترناتور، باطری و مصرف کننده ها، پایه ای برای اطمینان از تامین انرژی مستمر در شرایط مختلف رانندگی و بارگذاری خودرو است.

درک نحوه عملکرد دینام و آلترناتور نیازمند بررسی دقیق مدارهای ساده و پیچیده، عملکرد روتور و استاتور، و اصول سیم بندی آنها است. افزایش ولتاژ خروجی دینام، کنترل جریان و نحوه عملکرد آفتامات، همگی بخش های مهمی از طراحی اولیه و نگهداری سیستم برق خودرو محسوب می شوند. آلترناتورها علاوه بر تامین انرژی مصرف کننده های اولیه، امکان تغذیه سیستم های رفاهی و اضافی خودرو مانند کولر، بخاری، شیشه بالابر برقی و یخچال خودرو را نیز فراهم می آورند. تحلیل منحنی های عملکردی، نمودارهای ولتاژ و جریان، و بررسی نحوه قرارگیری آلترناتور در مدار کلی برق خودرو، اطلاعات دقیقی درباره جریان دهی واقعی و پاسخ به تغییرات بار ارائه می دهد و عملکرد سیستم برق خودرو را در شرایط واقعی رانندگی بازتاب می دهد.

کارکرد ایمن و پایدار سیستم برق خودرو همچنین به آزمایش های منظم و بررسی سلامت دیودها، سیم پیچ ها و روتور وابسته است. آزمایش با اهم متر و بررسی اتصال بدنه، تست سلامت سیم پیچ و سایر اجزای الکتریکی، از جمله مراحل کلیدی برای تضمین عملکرد مناسب سیستم هستند. از طرف دیگر، هماهنگی با سیستم های پیشرفته تر خودرو مانند ترمزهای ضد قفل، حسگرهای سرعت و کنترل کننده ها، به دلیل وابستگی انرژی الکتریکی، اهمیت بیشتری یافته است. تامین جریان مناسب و پایدار برای این سیستم ها، از طریق آلترناتور و باطری، موجب عملکرد صحیح سیستم های ایمنی و رفاهی خودرو می شود و هرگونه اختلال در جریان، می تواند تاثیر مستقیم بر کارکرد این تجهیزات داشته باشد.

طراحی و توسعه آلترناتورها با توجه به نیازهای مختلف خودروهای سبک و سنگین، شامل محاسبات دقیق سیم بندی استاتور، تعیین ترتیب شروع فاز و انتخاب روتور مناسب، بخش مهمی از مهندسی برق خودرو است. بهره گیری از منحنی ها و نمودارهای عملکرد، امکان پیش بینی پاسخ سیستم در شرایط بارگذاری مختلف و تنظیم مناسب ولتاژ و جریان را فراهم می کند.

فهرست مطالب
مقدمه ۲
فصل اول : دینام ۳
شکل ۳
بررسی عملکرد مدار ساده دینام ۵
افزایش ولتاژ خروجی دینام ۷
آفتامات (رگولاتور) ۸
ساختمان آفتامات (رله ولتاژ) ۸
عملکرد دینام در حالت واقعی ۹
فصل دوم ۱۲
عملکرد آلترناتور ۱۲
مزایای آلترناتور نسبت به دینام ۱۳
منحنی مقایسه دینام و آلترناتور. ۱۴
آلترناتور سه فاز با روتور دو قطبی ۱۴
فصل سوم : آلترناتور نیسان جونیور ۲۰۰۰ ۱۵
مشخصات فنی ۱۵
محاسبات سیم بندی استاتور ۱۷
جدول راهنمای شروع فاز و ترتیب سیم بندی ۲۰
بخش سوم : نحوه عملکرد آلترناتور ۲۸
بخش چهارم : نمودارها و منحنیها ۲۹
فصل چهارم : نحوه قرارگیری آلترناتور در سیستم برق خودرو ۳۳
شمای الکتریکی آلترناتور نیسان ۳۳
فصل پنجم ۳۳
آزمایشهای کلی ۳۳
آزمایش سالم یا معیوب بودن دیودها ۳۳
۲-آزمایش دیود بوسیله اهم متر ۳۵
۳-آزمایش اتصال بدنه نداشتن روتور ۳۵
۴-آزمایش سیم پیچ روتور ۳۶
فصل ششم ۳۸
توصیه ها و نکات ایمنی ۳۸
ترمزهای ضد قفل چگونه کار می کنند ۴۱
مکان ترمز های ضد قفل ۴۲
بدست آوردن یک مفهوم کلی از ترمزهای ضد قفل ۴۲
پمپ وسوپاپ های ترمز ضد قفل ۴۳
حسگرهای سرعت ۴۳
سوپاپ ها ۴۴
پمپ ۴۴
کنترل کننده ۴۵
ترمز ضد قفل هنگام عمل کردن ۴۵