Мощность автомобильных аксессуаров может передаваться несколькими различными способами. Однако в конечном итоге она всегда извлекается из двигателя внутреннего сгорания автомобиля , аккумулятора или другого источника энергии «первичного двигателя». Появление мощных аккумуляторов в гибридных и полностью электрических транспортных средствах еще больше смещает баланс технологий в сторону электрических аксессуаров.
Двигатель имеет одно или несколько устройств для преобразования энергии, которую он производит, в пригодную для использования форму, электрическое соединение через генератор, гидравлические соединения от насоса или системы двигателя, сжатый воздух и вакуум двигателя ; или двигатель может быть напрямую подключен через механическое соединение. Современные автомобили работают на большинстве аксессуаров от электроэнергии. Как правило, только 2% от общей выходной мощности автомобиля идет на питание аксессуаров. [1] Электрические и гибридные автомобили могут использовать большую долю энергии для аксессуаров из-за снижения неэффективности в трансмиссии, особенно устранения холостого хода двигателя.
Некоторые автомобильные аксессуары напрямую соединены с двигателем через шестерни или ремни. Обычно они требуют большой мощности. Компрессор кондиционера — это известный пример, хотя в серийных автомобилях начинают использоваться новые полностью электрические компрессоры хладагента.
В ранних автомобилях для зажигания использовалось магнето , которое не обеспечивало дополнительного питания.
Первое электрическое вспомогательное соединение обеспечивалось генератором постоянного тока . Напряжение менялось в зависимости от скорости двигателя, и из-за технологических ограничений для его регулировки использовались сложные механические устройства. Тем не менее, напряжение на холостом ходу было слишком низким, чтобы быть полезным. Свинцово-кислотная батарея использовалась для обеспечения надлежащего напряжения, когда генератор не мог этого сделать, и заряжалась при более высокой скорости двигателя или более низкой электрической нагрузке. Автомобильный самостартер был ранней системой двигателя, которая использовала это.
Освещение, которое ранее обеспечивалось керосиновыми лампами или газовыми фонарями , было одним из первых распространенных электрических аксессуаров.
Ранние системы использовали 6 вольт, но 12 вольт стали стандартом, поскольку обеспечивали большую мощность при меньшем токе. Первоначальный генератор постоянного тока был заменен генератором переменного тока, управляемым регулятором напряжения . [2] Благодаря механическим и электрическим свойствам, более эффективно сначала производить переменный ток , а затем немедленно преобразовывать его в постоянный ток. Регулируя ток, подаваемый на ротор генератора переменного тока, и, таким образом, силу магнитного поля, можно получать стабильное напряжение в более широком диапазоне скоростей двигателя.
Системы запуска, освещения и зажигания большинства автомобилей с бензиновым двигателем остаются 12-вольтовыми. Автомобили с дизельным двигателем, включая мобильную строительную технику и тяжелые грузовики, используют 24-вольтовые электрические системы, как и многие военные автомобили. Продолжаются исследования по принятию стандарта 42-вольтовой электрической системы для автомобильного электричества, но всю электрическую систему придется перепроектировать и изготовить новые компоненты для работы с более высоким напряжением. Главное преимущество более высокого напряжения заключается в том, что электрические компоненты могут быть изготовлены из меньшего количества металла, что снижает вес и стоимость, а также повышает энергоэффективность . Таким образом, была введена 48-вольтовая электрическая система .
Большинство современных систем, таких как электрические стеклоподъемники , электрические сиденья и электрические дверные замки , имеют электрический привод. Были разработаны и используются во многих моделях системы рулевого управления с электроприводом . Высокоэффективные полностью электрические компрессоры хладагента для кондиционирования воздуха начинают использоваться, особенно в гибридных или полностью электрических транспортных средствах.
Гнездо прикуривателя является фактическим стандартом для использования портативного 12-вольтового оборудования в автомобиле или около него, иногда его используют с автомобильным зарядным устройством для питания устройств с аккумуляторами. Вилка Anderson для высокой силы тока.
Двигатель обычно оснащен гидравлическим насосом, механически приводимым в действие двигателем, но могут быть и насосы с электрическим приводом.
В легковых автомобилях наиболее распространенным применением гидравлической мощности была система рулевого управления . Складные крыши могут подниматься и опускаться с помощью гидравлики. Стеклоочистители иногда имели гидравлический привод, хотя это использование в основном прекратилось после конца 1960-х годов. На транспортных средствах с небольшим или отсутствующим вакуумом двигателя гидравлические системы обычно применяются вместо вакуумных систем.
Французская компания Citroën разработала гидравлическую систему высокого давления для автомобилей, которая использовалась во всех видах систем, даже в сиденьях с электроприводом.
В Jeep Grand Cherokee 1999–2004 годов выпуска был установлен вентилятор радиатора с гидравлическим приводом, работающим от насоса гидроусилителя рулевого управления внедорожника.
В таких транспортных средствах, как тяжелые грузовики и тракторы , гидравлические системы встречаются гораздо чаще. Гидравлические домкраты используются для таких аксессуаров, как кузова самосвалов, краны, погрузчики и трехточечные навески .
Обычным источником энергии от двигателя внутреннего сгорания является частичный вакуум, имеющийся во впускном коллекторе . Поршневой двигатель по сути является воздушным насосом , и он производит всасывание и частичный вакуум в коллекторе .
Вакуум в коллекторе меняется в зависимости от нагрузки двигателя и положения дроссельной заслонки , и автомобили используют вакуумные резервуары или «вакуумные баллоны», чтобы обеспечить полезный источник в различных условиях. Турбированные и сверхнагнетаемые двигатели не всегда создают вакуум; впускной коллектор фактически находится под давлением, когда турбина вращается выше определенной скорости.
Резервуары и устройства, подключенные к двигателю через обратные клапаны, позволяют снизить давление, когда двигатель создает большое разрежение, но не допускают обратного поступления воздуха. Вакуумные баллоны позволяют использовать вакуумные принадлежности только в течение очень короткого времени, и воздух будет просачиваться после выключения двигателя.
Наиболее распространенным вакуумным устройством является усилитель тормозной системы . Вакуум — это всего лишь вспомогательное средство, и тормоза могут продолжать работать, требуя большего усилия, если вакуум усилителя исчерпан.
Во многих старых автомобилях использовались вакуумные стеклоочистители . Потеря вакуума в коллекторе при интенсивной работе двигателя или при полностью открытой дроссельной заслонке требовала использования вакуумного усилительного насоса, который обычно был частью топливного насоса.
Автомобильные вакуумные системы достигли пика своего использования между 1960-ми и 1980-ми годами. В это время было создано огромное разнообразие вакуумных переключателей , клапанов задержки и вспомогательных устройств.
Например, Ford Thunderbird 1967 года выпуска использовал вакуум для:
Такие системы, как правило, со временем становятся ненадежными, поскольку вакуумные трубки становятся хрупкими и подверженными утечкам.
Пневматические (сжатый воздух) системы редко встречаются в легковых автомобилях. Более крупные транспортные средства часто используют воздушные тормоза , и давление может использоваться для приведения в действие других систем. Стеклоочистители, автоматические коробки передач и другие распространенные гидравлические или вакуумные приводные устройства часто адаптируются. В автобусах, где двигатель часто находится в задней части транспортного средства, сжатый воздух может использоваться для дроссельной заслонки и сцепления.
Двери автобусов, как правило, оснащены пневматическим приводом, также как и ступеньки и подвеска , что позволяет автобусу опускаться или «становиться на колени» на остановках, чтобы позволить пассажирам войти или выйти.
Центральная система подкачки шин , блокировка дифференциала , пневматическая подвеска и питание пневматических инструментов .