هر آنچه از سیستم برق خودرو باید بدانید

سیستم برق خودرو چگونه کار می‌کند؟ در سیستم خودروهای درون سوز یا احتراق داخلی، سه اصل مهم وجود دارد که عملکرد موتور و بازده آن وابسته به این سه اصل است: سوخت، هوا و برق. بنابراین هرآنچه با تامین این سه اصل مرتبط باشد نیز از اهمیت ویژه‌ای در خودروهای حامل این نوع موتور برخوردار است.

سیستم برق‌رسانی خودرو سیستمی است که برق لازم برای سیستم جرقه‌زنی را تامین می‌کند. البته برق‌رسانی در خودرو لازمهٔ فعالیت قطعات و اجزای متعددی است؛ به‌خصوص این روزها که خودروها از قطعات مختلف برقی تشکیل می‌شوند. بنابراین تامین و انتشار الکتریسیته در آن‌ها بسیار مهم است.

دقت کنید که بدون برق‌رسانی صحیح در خودرو، حتی موتور استارت نمی‌خورد. بسیاری از حسگرها، عملگرها و خود ECU در خودروهای انژکتوری به برق وابسته هستند. امکانات رفاهی و تجهیزات ایمنی مختلف خودروهای امروزی، در انجام وظایف خود نیازمند الکتریسیته هستند.

در هر صورت در این مطلب قصد داریم در مورد سیستم برق خودرو و اجزای آن بیشتر صحبت کنیم.

سیستم برق خودرو از چه قطعاتی تشکیل شده است؟

سیستم برق‌رسانی در خودروهای مختلف شرایط متفاوتی دارد. در واقع، پیچیدگی و تعدد اجزای این سیستم بسته به نوع خودرو، سیستم سوخت‌رسانی آن و پیشرفتگی و قدمت آن دارد. اما به‌طور کلی قطعات برقی اتومبیل را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:

• قطعاتی که برق مصرف می‌کنند (مثل انژکتور یا کامپیوتر اتومبیل)
• قطعاتی که نقش تأمین برق اتومبیل را دارند

مجموعه قطعات و اجزای دستهٔ دوم سیستم برق‌رسانی اتومبیل را تشکیل می‌دهند. این قطعات و اجزا عبارتند از:

در بین این اجزا، برخی از اهمیت بیشتری برخوردارند چرا که منبع و تامین کننده برق هستند و برخی نقش انتقال‌دهنده را دارند. بعضی اجزا ممکن است خود یک سیستم مجزا داشته باشند و از قطعات کوچکتری تشکیل شوند. در ادامه مهمترین اجزای سیستم سوخت‌رسانی را بررسی خواهیم کرد.

۱ – باتری‌ چه نقشی در اتومبیل دارد؟

گفتیم که باتری منبع تغذیه سیستم برق‌رسانی خودرو است. در واقع، مادامی که موتور خودرو مشغول کار است، برق مورد نیاز اجزای مختلف از طریق تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی در بخش‌های مختلف تامین می‌شود و سیستم برق‌رسانی برق انرژی الکتریکی اجزای مختلف را از این طریق تامین می‌کند.

با این حال، شروع به کار خودرو نیاز به تامین برق از یک منبع ذخیره انرژی دارد. منبعی که انرژی لازم برای استارت خوردن موتور را تامین کند و البته برخی اجزای دیگر خودرو که ممکن است بدون روشن شدن موتور به آن‌ها نیاز داشت مانند شیشه بالابرها. وظیفه تامین این انرژی اولیه با باتری خودرو است. به همین دلیل گفته می‌شود که اگر باتری خودرو خالی شده باشد، حتی روشن نمی‌شود.

باتری، ضمن تامین این برق اولیه، وظیفهٔ ذخیره مازاد انرژی تولید شده در زمان روشن بودن خودرو را نیز دارد. این ذخیره‌سازی را به اصطلاح شارژ کردن خودرو می‌نامند. باتری‌ها معمولاً بعد از مدتی شارژ و دشارژ شدن عمر مفیدشان را از دست می‌دهند. این زمان معمولاً ۲ سال است. امروزه دو نوع باتری در بیشتر اتومبیل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، که عبارتند از:

• باتری‌های سرب اسیدی یا تر
• باتری‌های اتمی یا خشک

باتری‌ها از نظر توان الکتریکی نیز انواع مختلفی دارند، اما معمولا در اتومبیل‌های سواری از نوع ۱۲ ولت و ۶۰ آمپر آن‌ها استفاده می‌شود.

۲ – کارکرد دینام چیست و چه کمکی به اتومبیل می‌کند؟

گفتیم که سیستم برق خودرو در زمان روشن بودن آن، بخشی از انرژی مکانیکی تولید شده توسط موتور را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. مازاد این انرژی نیز در باتری ذخیره می‌شود. وسیله‌ای که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنم دینام نامیده می‌شود.

دینام نوعی ژنراتور است که نیروی موتور را به کمک تسمه دینام دریافت کرده و برق مورد نیاز بخش‌های مختلف را در اختیار آن‌ها قرار می‌دهد. در خودرو‌های جدید به جای دینام از قطعه‌ای به نام آلترناتور استفاده می‌شود. معمولاً دینام‌ها یا همان آلترناتورها برق ۱۲ ولت تولید می‌کنند، اما در برخی از اتومبیل‌ها شاید این عدد متفاوت باشد.

از آنجایی که باتری خودرو به کمک برق تولیدی دینام شارژ می‌شود معمولاً یکی از دلایل خالی شدن باتری را خرابی دینام می‌دانند. یکی از قطعات دینام که باید هر چند وقت یکبار مورد بازدید قرار گیرد همان تسمه‌ای است که واسطه میان موتور و دینام است. به محض مشاهده پارگی کوچک و آسیب‌دیدگی در این تسمه، باید نسبت به تعویض آن اقدام کرد.

۳ – وظیفه کوئل در خودرو چیست و نبود آن باعث چه اتفاقی می‌شود؟

یکی از بخش‌هایی که برق مورد نیاز خود را از سیستم انتقال برق تامین می‌کند، سیستم جرقه‌زنی است. این سیستم برق مورد نیاز شمع‌ها را به آن‌ها می‌رساند تا جرقه مورد نیاز احتراق را تولید کنند، اما برق مورد نیاز شمع‌ها ولتاژ بالاتری از ولتاژ برق تولیدی دینام دارد. در واقع، شمع برای ایجاد جرقه نیاز به برق ۷۰۰۰ ولت دارد و این درحالی است که دینام برق ۱۳۲ ولت تولید می‌کند.

افزایش ولتاژ و تامین برق مورد نیاز شمع‌عا با ولتاژ مناسب وظیفه کویل است. کوئل یک ترانسفورماتور فشار قوی است که برق باتری و دینام را تقویت می‌کند و به شمع می‌رساند. به شکل ساده، کوئل از دو سیم‌پیچ اولیه و ثانویه تشکیل شده است که بر اساس قانون القای الکترومغناطیس در فیزیک عمل می‌کنند. اگر یک روز اتومبیل‌تان روشن نشد یا عملکرد موتور بد همراه با لرزش بود می‌تواند علت آن خراب شدن کوئل باشد. ریپ زدن موتور و افزایش مصرف سوخت اتومبیل را هم می‌توان جزو نشانه‌های خراب بودن کوئل به حساب آورد.

۴ – دلکو در سیستم برق‌رسانی چه نقشی دارد؟

تعداد شمع‌های مورد استفاده برای یک موتور، ارتباط مستقیم با تعداد سیلندرهای آن دارد. برای هر سیلندر یک، دو یا حتی چهار شمع استفاده می‌شود. این شمع‌ها وظیفه جرقه‌زنی درون سیلندر و محفظه احتراق را بر عهده دارند. اما شمع به خودی خود قادر به جرقه‌زنی نیست و نیاز به انرژی الکتریکی دارد. انرژی مورد نیاز شمع‌ها را دلکو به آن‌ها می‌رساند.

دلکو برق تولید شده در کوئل را بین شمع‌ها تقسیم می‌کند. البته این تقسیم برق و انتقال آن به شمع‌ها باید براساس یک زمان‌بندی مشخص صورت گیرد که دلکو این زمان‌بندی را تنظیم می‌کند. دلکو این کار را از طریق قطع و وصل جریان کوئل انجام می‌دهد. در واقع، شمع‌ها باید در زمان مشخصی و براساس نظمی خاص جرقه‌زنی کنند تا بهترین احتراق حاصل شود. تقسیم برق توسط دلکو بین شمع‌ها باعث ایجاد این ترتیب می‌شود. بد نیست بدانید در سیستم‌های برق‌رسانی جدید و مدرن، قطعه دلکو حذف شده و با کویل ترکیب شده است. 

۵ – شمع‌ها در سیستم برق خودرو چه می‌کنند؟

گفتیم که شمع وظیفه جرقه‌زنی برای ایجاد احتراق در موتور را برعهده دارد. احتراق در موتورهای درون‌سوز مهمترین بخش فعالیت آن‌ها است و کانون تامین انرژی آن‌ها. بنابراین، هر قطعه‌ای که ارتباط مستقیم با آن داشته باشد اهمیت بالایی پیدا می‌کند. شمع‌ها ولتاژ خروجی از کوئل را تحویل گرفته و با ایجاد جرقه و احتراق در موتور، پیستون‌ها را در سیلندر به حرکت در می‌آورند. بنابراین، شمع در حقیقت آخرین قطعه در مدار جرقه‌زنی سیستم برق اتومبیل است.

به دلیل اهمیت کیفیت این جرقه، در برخی خودروها روی هر سیلندر از چند شمع استفاده می‌شود تا درصورت مستهلک شدن هر یک، دیگری کار را ادامه دهد. البته تعویض شمع‌ها در پایان عمر مفید آن‌ها نیز اهمیت زیادی دارد. اگر شمع دچار خوردگی یا استهلاک شود، عملاً یکی از سیلندرها از مدار موتور خارج می‌شود و راندمان آن به‌شدت کاهش پیدا می‌‌کند. مکانیک‌های حرفه‌ای توصیه می‌کنند که هر ۸ تا ۱۰ هزار کیلومتر، شمع‌ها را تمیز و هر ۱۶ تا ۲۰ هزار کیلومتر هم آنها را تعویض کنید. قطعاً کیفیت شمع‌های موجود در بازار قطعات یدکی هم با یکدیگر متفاوت است.

توصیه کارشناسان، استفاده از برندهای خوب این قطعه مهم در عملکرد پیشرانه است. البته شمع‌ها انواع مختلفی هم دارند که از جمله مهم‌ترین آنها می‌توان به شمع گرم، شمع سرد، شمع نیکلی، شمع ایریدیومی، شمع پلاتینیومی و شمع‌های چند الکترودی اشاره کرد.

۶ – وایر شمع‌ها در اتومبیل چه وظیفه‌ای دارند؟

جریان برق تولیدی دینام و باتری از بعد کویل، ولتاژ بسیار بالایی دارند. خب انتقال این برق ولتاژ بالا از کوئل به دلکو و از دلکو به شمع‌ها نیاز به سیم‌های ولتاژ بالای ویژه دارند که به آنها اصطلاحا «وایر شمع» گفته می‌شود. هر چقدر این وایرها که دارای عایق پلاستیکی هستند کیفیت بهتری داشته باشند جریان برق ولتاژ بالا را با کمترین تلفات انرژی و در سریع‌ترین زمان ممکن به شمع‌ها می‌رسانند.

یکی از قطعاتی که مکانیک‌ها به بازدید دوره‌ای آن تأکید دارند همین وایر شمع است. تنها مورد خرابی وایر شمع‌ها، صدمه دیدن لایه عایق آن‌هاست. اگر این وایر شمع‌ها خراب باشد باعث عملکرد بد پیشرانه اتومبیل و همچنین افزایش مصرف سوخت می‌شوند. اگر همزمان با خرابی این وایرها، سیستم سوخت‌رسانی اتومبیل هم نشتی داشته باشد می‌تواند باعث ایجاد آتش‌سوزی در اتومبیل شود.

یکی دیگر از اتفاقات رایج در مورد وایر شمع‌ها، شل شدن آن‌ها در محل اتصال به شمع یا کوئل است. در این صورت اصلاً خودرو استارت نمی‌خورد، چون احتراقی در موتور صورت نمی‌گیرد. بد نیست بدانید در سیستم‌های جدید برق‌رسانی اتومبیل‌ها، کوئل به طور مستقیم به شمع وصل می‌شود و این وایر شمع‌ها حذف شده‌اند.

۷ – سیم‌ها و توزیع‌کننده‌های برق چه نقشی در سیستم برق دارند؟

یکی از پرکاربردترین وسایل در هر اتومبیلی سیم است. بله، مجموعه‌ای از سیم‌های مختلف در خودروها کار انتقال برق به قطعات برقی را برعهده دارند. همهٔ سیم‌های مدارهای مختلف سیستم برق‌رسانی خودرو دارای روکش هستند. کلیدها و کنترل کننده‌ها در نقاط مختلف مسیر این سیم‌ها قرار می‌گیرند و در ضمن بیشتر آنها از جعبه فیوز هم عبور می‌کنند.

تعداد این سیم‌ها آنقدر زیاد است که اگر به شکل رها شده در اتومبیل باشند، همه جای یک خودرو چند رشته سیم دیده می‌شود. به همین دلیل طراحان اتومبیل، تلاش می‌کنند تا جایی که امکان دارد این سیم‌ها را ساماندهی کنند. مثلاً سیم‌های هم مسیر را در یک کانال قرار می‌دهند یا به شکل یک کلاف در می‌آورند تا کمتر به چشم آیند.

۸ – فیوزها چه عملکردی در سیستم برق خودروها دارند؟

فیوز‌ها نوعی وسیله تامین ایمنی در سیستم برق خودرو هستند. به این ترتیب که فیوزها از چند رشته سیم نازک تشکیل می‌شوند که توانایی عبور جریان برق بسیار بالا را ندارند. در نتیجه، هر زمانی که جریان بیش از حد توان مشخص شده برای آن‌‌ها وارد فیوز شود این سیم‌های نازک قطع شده و اصطلاحاً فیوز می‌سوزد. سوختن فیوز، همان بخش تامین ایمنی برای خودرو است. به این ترتیب که سوختن فیوز به دلیل بالا بودن ولتاژ برق، مانع از انتقال این برق ولتاژ بالا به قطعات دیگر خودرو می‌شود. به این ترتیب اجزای برقی مختلف خودرو از آسیب احتمالی در اثر دریافت برق ولتاژ بالا در امان می‌مانند. بالاتر رفتن ولتاژ برق به دلایل مختلف مانند اتصالی در سیم‌کشی سیستم برق رسانی یا حتی قطعات تولید کننده انرژی اتفاق افتد.

به طور معمول در همه اتومبیل‌ها یک جعبه فیوز وجود دارد که همه فیوزهای مدارهای مختلف داخل آن قرار گرفته‌اند. این جعبه فیوز در برخی از اتومبیل‌ها در داخل کابین و در برخی زیر کاپوت یا نزدیک موتور است. معمولاً در جعبه فیوزها، چند فیوز یدک نگهداری می‌کنند تا در صورت آسیب دیدن یکی از فیوزها، بتوان آنها را جایگزین کرد. فیوزها با رنگ‌ها و ظرفیت‌های مختلف در جعبه فیوز قرار می‌گیرند. عددی نوشته شده فیوزها نشان دهنده ظرفیت‌شان بر اساس توانایی آمپر عبوری است. 

۹ – کنترل کننده‌ها چه کاری انجام می‌دهند؟

کنترل‌ کننده‌ها در سیستم برق رسانی خودرو نقش کلید برق را بازی می‌کنند (یا دکمه روشن و خاموش یک وسیله برقی). در واقع، برق‌رسانی توسط باتری و دینام همواره در جریان است. اما کنترل‌کننده ها این برق را دقیقا زمانی به قطعه می‌رسانند که به آن نیاز است.

تصور کنید که برق همیشه در سیم‌کشی منازل ما وجود دارد ولی ما همیشه به روشن بودن چراغ اتاق نیاز نداریم. زمانی که لازم باشد، کلید برق را زده و مسیر برق به سمت چراغ را باز می‌کنیم. این همان کاری است که کنترل‌کننده‌ها برای اجزای مختلف برقی خودرو مانند برق‌پاک‌کن‌ها، چراغ‌ها، سیستم صوتی، بوق و … انجام می‌دهند.

این کنترل کننده‌ها در حقیقت کلیدها و دکمه‌هایی هستند که در بخش‌های مختلف مدارهای الکتریکی اتومبیل قرار می‌گیرند. برخی از کلیدها، فقط جریان برق را قطع و وصل می‌کنند و برخی دیگر سرعت و شدت جریان عبوری را کم و زیاد می‌کنند. در حقیقت این کنترل کننده به راننده و سرنشینان اتومبیل کمک می‌کنند تا هدایت قسمت‌های از اتومبیل را که با برق کار می‌کنند به دست بگیرند. 

۱۰ – سوکت‌ها یا اتصالات چه اهمیتی دارند؟

اتصالات یا سوکت‌ها، به عنوان مسیر و وسیله اتصال سیم‌کشی به مصرف کننده شناخته می‌شوند. یعنی بدون حضور اتصالات یا سوکت‌ها، انتقال جریان به مصرف کننده صورت نمی‌گیرد. اهمیت دیگر سوکت‌ها نقشی است که در تعمیرات سیم‌کشی و فیوزها ایفا می‌کنند. بدون وجود سوکت‌ها تعمیرات سیم‌کشی تقریبا غیر ممکن خواهد بود چرا که تعویض قطعات مصرف کننده که سیم‌پیچ‌ها از آن‌ها عبور می‌کنند یا به آن‌ها منتهی می‌شوند بدون اتصالات امکان‌پذیر نیست.

سوکت‌ها همچنین باید ضد آب، ضد زنگ و دارای اتصال الکتریکی مناسب باشند. به این سوکت‌ها، کانکتور هم می‌گویند. آنها کمک می‌کنند سیم‌ها به راحتی به این قطعات وصل یا از آنها جدا شوند. سوکت‌ها بر اساس اینکه چند رشته سیم وارد آن‌ها می‌شوند انواع و اقسام مختلفی دارند.

احتمال خراب شدن این سوکت‌ها یا کانکتورها وجود دارد. گاهی فکر می‌کنیم که قطعه مصرف کننده برق اتومبیل خراب شده است، اما با تعویض سوکت این قطعه متوجه می‌شویم که ایراد فقط در همین بخش بوده است.

۱۱ – رنگ سیم‌ها در اتومبیل نشانه چیست؟

پیشرفته‌تر شدن خودرو‌ها و به‌کار گرفتن آپشن‌ها و اجزای مختلف برقی در آن‌ها باعث شده است که مدارهای و سیم‌کشی‌های آن‌ها نیز پیچیده و عجیب به‌نظر برسد. به همین دلیل شرکت‌های اتومبیل‌سازی دنیا برای مسیریابی راحت‌تر سیم‌ها اقدام به مشخص کردن هر گروه مشخص از سیم‌ها با یک رنگ کرده است.

البته ممکن است گاهی برخی از این رنگ‌ها در همه خودروها ثابت نباشد این قاعده در تمامی کارخانه‌ها رعایت نشود، اما معمولا اکثر کارخانه‌ها از یک‌سری رنگ مشخص استفاده می‌کنند که در جدول زیر آمده است:

خرید لوازم جانبی و قطعات یدکی خودرو

در پایان پیشنهاد می‌کنیم برای کسب اطلاعات بیشتر به مطالب دسته‌بندی دانشنامه خودرو مراجعه کنید. در هر صورت امیدواریم که این مطلب برایتان مفید بوده باشد. تجربه شما از سیستم برق خودرو چیست؟ شما با چه مشکلاتی در این زمینه روبه‌رو بوده‌اید؟ نظرات و تجربیات خودتان را با ما در میان بگذارید.