Die heutigen Fahrzeuge bestehen aus einer Reihe von Systemen, die harmonisch zusammenarbeiten. Es wäre unmöglich, eines dieser Systeme (z. B. das Kraftstoffsystem) zu entfernen und trotzdem ein Auto zu haben, das fährt. Man kann also nicht unbedingt sagen, dass das elektrische System des Autos das „wichtigste“ ist, aber es kommt dem schon ziemlich nahe – vor allem, da sich die Technologie auf eine hybride und elektrische Zukunft zubewegt.
Hier ist ein kurzer Überblick über die Komponenten des elektrischen Systems und ein Blick darauf, wie konventionelle Fahrzeuge mit Benzinmotor Elektrizität nutzen.
Es ist elektrisch
„Elektrizität“ bezieht sich auf den Elektronenfluss durch einen Stromkreis, bei dem ein Ende positiv und das andere negativ ist. Eigentlich hat jedes Objekt eine elektrische Ladung, aber die meisten sind so klein, dass man sie nicht erkennen kann. Um etwas wie einen Motor anzutreiben, haben wir von Menschenhand hergestellte chemische Zellen mit hohem elektrischem Potenzial entwickelt: Batterien. Batterien wiederum versorgen Start-, Lade- und Sicherheitssysteme, Lichter, ABS, Computer, Sensoren, Klimaanlagen und Zubehör an Bord mit Strom. Sie sind wahrscheinlich das erste, woran man denkt, wenn man von Elektrizität im Automobil hört, aber Batterien sind bei weitem nicht die einzigen, die das System betreiben.
AC/DC
Es gibt zwei Arten von Elektrizität, Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC). Wenn sich Batterien entladen, geben sie eine konstante Gleichspannung in eine Richtung ab, die Strom über den Pluspol zum Minuspol liefert. Die meisten Kfz-Komponenten benötigen diese Gleichstromladung, um ordnungsgemäß zu funktionieren, aber sie ist begrenzt, weil sich die Batterien irgendwann vollständig entladen und keine Energie mehr abgeben können.
Um dieses Problem zu lösen, haben Autos auch Lichtmaschinen. Lichtmaschinen sind eigentlich kleine Generatoren, die mechanische in elektrische Energie umwandeln können. Angetrieben durch den Riemen des Motors, verwenden Lichtmaschinen ein kleines Signal von der Batterie, um einen Feldstrom zu erzeugen, der einen Rotor in einem Satz Statoren dreht. Da diese Energie durch die Polarität von Magnetfeldern angetrieben wird, ändert der erzeugte Strom seine Richtung, wenn sich der Rotor dreht, und erzeugt so Strom in entgegengesetzter oder wechselnder Richtung (daher Wechselstrom). Wechselstromgeneratoren erzeugen wesentlich höhere Ströme, als sie ursprünglich von der Batterie geliefert wurden, so dass sie zum Aufladen der Batterie selbst und zur Versorgung anderer elektrischer Komponenten verwendet werden.
Regulierung
Die meisten Komponenten benötigen jedoch Gleichstrom zum Betrieb. Die Lösung ist eine Reihe von Dioden, die als eine Art elektrisches Rückschlagventil für den aus der Lichtmaschine kommenden Strom dienen. Die Dioden lassen den Strom nur in eine Richtung fließen. Wenn also auf der einen Seite Wechselstrom fließt, kommt auf der anderen Seite nur Gleichstrom heraus.
Das andere große Problem in einem elektrischen System im Auto ist, dass nicht alle Komponenten die gleiche Stromstärke oder Stromstärke vertragen. Daher muss das System Spannungsregler und Sicherungen enthalten, um den Stromfluss zu drosseln und Komponenten zu schützen, die die von der Lichtmaschine gelieferte Stromstärke nicht vertragen. Sicherungen schützen Stromkreise, wenn sie vor der Last (Komponente) platziert werden. Wenn eine Spannungsspitze eine zu hohe Stromstärke verursacht, die an die Scheinwerfer geleitet wird, wird eine Sicherung, die so ausgelegt ist, dass sie bei 15 Ampere „durchbrennt“, dies tun und verhindern, dass der Strom weiterfließt und den Scheinwerfer selbst kocht.
Das elektrische System ist ein komplexer, aber wesentlicher Teil dessen, was Ihr Auto startet, läuft, auflädt und die kleinen, aber wichtigen Dinge wie das Verriegeln der Türen erledigt. Und obwohl die Spannung in Kfz-Systemen viel niedriger ist als z. B. in Haushaltsgeräten, ist es immer noch wichtig, einen Fachmann hinzuzuziehen, wenn Sie eine Diagnose stellen oder mit der Reparatur beginnen, da viele Komponenten extrem empfindlich sind und ohne entsprechende Schulung und Kenntnisse leicht beschädigt werden können.
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Foto mit freundlicher Genehmigung von Blair Lampe