История развития электрооборудования автомобилей

Развитие и совершенствование автомобилестроения неразрывно связано с широким применением электротехнического оборудования, автоматических устройств и систем, объединённых в единый комплекс электрооборудование автомобилей. Электрооборудование современного автомобиля — сложная система, обеспечивающая автоматизацию рабочих процессов, безопасность движения и улучшение условий труда водителей. Развитие электрооборудования автомобилей тесным образом связано с развитием общей электротехники, электроники и автоматики. Впервые электрическая энергия применена в двигателях внутреннего сгорания в 1860 г. для воспламенения горючей смеси. Высокое напряжение для образования электрической искры между электродами свечи зажигания создавали при помощи простейшей индукционной катушки, которая получала питание от гальванических элементов. Однако из-за несовершенства последних эта система в те годы не нашла широкого практического применения.

На первом автомобиле было установлено низковольтное магнето с одним подвижным электродом. В 1901—1907 гг. разработали магнето высокого напряжения, которое представляло собой систему зажигания с магнитоэлектрическим генератором и высоковольтной индукционной катушкой. Зажигание электрической искрой высокого напряжения вытиснило другие способы воспламенения горючей смеси и стало предпочтительным для двигателей с принудительным воспламенением. Таким образом, практически с момента изобретения двигателя внутреннего сгорания горючая смесь в нем воспламеняется при помощи электрической искры. В дальнейшем появилось множество различных методов генерирования высокого напряжения, необходимого для пробоя искрового промежутка свечи зажигания, два из которых получили наибольшее распространение: батарейное зажигание (на автомобилях) и зажигание от магнето (на тракторах, гоночных автомобилях, мотоциклах).

В связи с проблемами энергетического характера и по охране окружающей среды остро встал вопрос о повышении экономичности, уменьшении токсичности отработавших газов автомобилей. Значительный вклад в решение этой проблемы вносят электронные системы зажигания. В настоящее время выпускаются контактно-транзисторные, бесконтактные системы зажигания и системы зажигания с микропропроцесорным управлением.

Применение электрической энергии для освещения, пуска двигателя и питания различных аппаратов и приборов привело к образованию систем электропитания, пуска и освещения. Система электропитания, обеспечивающая питание приемников электрической энергией, состоит из электрического генератора, регулятора напряжения, аккумуляторной батареи и элементов защиты. Причем аккумуляторная батарея из основного источника перешла во вспомогательный, необходимый для питания потребителей во время останова двигателя. Основным источником электрической энергии на автомобиле является генератор переменного тока. Развитие генераторных установок идет по пути возрастания их мощности в связи с ростом числа и мощности потребителей электрической энергии, увеличения срока службы и повышения удельных показателей использования активных материалов. Более 50 лет на автомобилях в основном применялись генераторы постоянного тока. Развитие полупроводниковой техники и успехи, достигнутые в этой области, позволили использовать на автобусах и автомобилях генераторы переменного тока с полупроводниковыми выпрямителями. Установка генераторов переменного тока со встроенными полупроводниковыми выпрямителями, регулирование напряжения полупроводниковыми регуляторами напряжения на автомобилях являются перспективными.

В настоящее время разработана и внедрена в серийное производство широкая номенклатура полупроводниковых приборов для электрооборудования автомобилей. Использование полупроводниковой техники приводит к уменьшению габаритных размеров и массы, повышению их надежности, а в некоторых случаях и к снижению стоимости элементов электрооборудования.

В 1925 г. на автомобилях начали устанавливать электрическою систему пуска, которая состоит из аккумуляторной батареи, электростартера и коммутационной аппаратуры. Аккумуляторная батарея стала необходимым элементом автомобильного электрооборудования. Применение дизелей для автомобилей потребовало значительного возрастания мощности системы пуска. В связи с этим развернулись работы по дальнейшему увеличению емкости, повышению срока службы и улучшению характеристик аккумуляторных батарей. В настоящее время мощность стартеров большегрузных автомобилей равна 10—15 кВт, а емкость аккумуляторных батарей — 200—240 А. ч.