ऑटोमोबाइल का विद्युत तंत्र ऑटोमोबाइल के तंत्रिका तंत्र की तरह होता है। ऑटोमोबाइल के सामान्य संचालन को सुनिश्चित करने के लिए विभिन्न विद्युत घटक एक साथ काम करते हैं। ऑटोमोबाइल विद्युत घटकों के कार्य सिद्धांत को नीचे कई पहलुओं से समझाया जाएगा।
1. विद्युत व्यवस्था
1. बैटरी
- बैटरी ऑटोमोबाइल विद्युत प्रणाली के लिए एक स्वतंत्र शक्ति स्रोत है। इसमें एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड और एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड होता है। ऑटोमोबाइल में, बैटरी का नकारात्मक इलेक्ट्रोड आमतौर पर ग्राउंडेड होता है, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड विद्युत प्रणाली को शक्ति प्रदान करता है। बैटरी का कार्य सिद्धांत रासायनिक ऊर्जा और विद्युत ऊर्जा के पारस्परिक रूपांतरण पर आधारित है। चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, बाहरी ऊर्जा स्रोत विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है और इसे संग्रहीत करता है; डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, कार के विद्युत उपकरणों को करंट प्रदान करने के लिए रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। उदाहरण के लिए, जब कार का इंजन चालू नहीं होता है, तो बैटरी कार के रेडियो, आंतरिक रोशनी और अन्य उपकरणों को शक्ति प्रदान करती है।
- बैटरी की क्षमता यह निर्धारित करती है कि वह कितनी विद्युत ऊर्जा प्रदान कर सकती है। इसकी क्षमता कई कारकों से प्रभावित होती है, जैसे प्लेट का क्षेत्रफल, सक्रिय पदार्थों की मात्रा आदि। यदि बैटरी वोल्टेज गिरता है, तो करंट कम हो जाएगा, और अंततः यह घटकों को काम करने के लिए पर्याप्त नहीं होगा।
2. अल्टरनेटर
- जब कार चल रही हो तो अल्टरनेटर मुख्य शक्ति स्रोत होता है। इसका कार्य सिद्धांत विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम पर आधारित है। जब इंजन चल रहा होता है, तो अल्टरनेटर का रोटर बेल्ट द्वारा घूमने के लिए प्रेरित होता है, रोटर पर चुंबकीय क्षेत्र वाइंडिंग एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, और स्टेटर वाइंडिंग बल की चुंबकीय रेखाओं को काट देता है, जिससे एक वैकल्पिक इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न होता है। अल्टरनेटर द्वारा उत्पन्न प्रत्यावर्ती धारा को रेक्टिफायर द्वारा ठीक किया जाता है और प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित किया जाता है, जो कार की विद्युत प्रणाली को चार्ज करता है और विद्युत ऊर्जा प्रदान करता है।
- अल्टरनेटर में वोल्टेज को विनियमित करने का कार्य भी होता है। वोल्टेज नियामक के माध्यम से, यह स्वचालित रूप से कार की विद्युत प्रणाली के भार और बैटरी की चार्जिंग स्थिति के अनुसार आउटपुट वोल्टेज को समायोजित कर सकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वोल्टेज विद्युत उपकरणों की सुरक्षा के लिए उपयुक्त सीमा के भीतर स्थिर है।
2. आरंभिक प्रणाली
1. स्टार्टर
- स्टार्टर का मुख्य कार्य बैटरी की विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करना, इंजन क्रैंकशाफ्ट को घुमाने के लिए चलाना और इंजन को चालू करना है। स्टार्टर में तीन भाग होते हैं: एक डीसी मोटर, एक ट्रांसमिशन तंत्र और एक नियंत्रण उपकरण।
- जब ड्राइवर कार स्टार्ट करने के लिए इग्निशन कुंजी घुमाता है, तो नियंत्रण सर्किट जुड़ जाता है, और बैटरी से करंट स्टार्टर के डीसी मोटर में प्रवाहित होता है। डीसी मोटर की आर्मेचर वाइंडिंग विद्युत चुम्बकीय बल की कार्रवाई के तहत चुंबकीय क्षेत्र में घूमती है, और ट्रांसमिशन तंत्र के माध्यम से टॉर्क को इंजन के फ्लाईव्हील रिंग गियर तक पहुंचाती है, जिससे इंजन क्रैंकशाफ्ट घूमता है। एक बार जब इंजन सफलतापूर्वक शुरू हो जाता है, तो इंजन के हाई-स्पीड रोटेशन से स्टार्टर को क्षतिग्रस्त होने से बचाने के लिए स्टार्टर का नियंत्रण सर्किट स्वचालित रूप से डिस्कनेक्ट हो जाएगा।
तृतीय. ज्वलन प्रणाली
1. पारंपरिक इग्निशन प्रणाली
- पारंपरिक इग्निशन सिस्टम मुख्य रूप से बिजली की आपूर्ति (बैटरी और एसी जनरेटर), इग्निशन कॉइल, वितरक, स्पार्क प्लग इत्यादि से बना है। इसकी कार्य प्रक्रिया है: जब इंजन चल रहा होता है, तो वितरक में ब्रेकर संपर्क लगातार खोले और बंद होते हैं . जब संपर्क बंद हो जाते हैं, तो इग्निशन कॉइल की प्राथमिक वाइंडिंग से करंट प्रवाहित होता है, और प्राथमिक वाइंडिंग के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है; जब संपर्क डिस्कनेक्ट हो जाते हैं, तो प्राथमिक वाइंडिंग में करंट अचानक बाधित हो जाता है, और चुंबकीय क्षेत्र जल्दी से गायब हो जाता है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत के कारण, इग्निशन कॉइल की द्वितीयक वाइंडिंग में एक उच्च वोल्टेज प्रेरित होता है।
- यह उच्च वोल्टेज इंजन के कार्य क्रम के अनुसार वितरक के माध्यम से प्रत्येक स्पार्क प्लग को वितरित किया जाता है, और स्पार्क प्लग इलेक्ट्रोड के बीच का अंतर टूट जाता है, जिससे मिश्रण को प्रज्वलित करने के लिए एक विद्युत स्पार्क उत्पन्न होता है। उदाहरण के लिए, चार-स्ट्रोक गैसोलीन इंजन में, स्पार्क प्लग संपीड़न स्ट्रोक के अंत में प्रज्वलित होता है, जिससे मिश्रण जलता है और फैलता है, जिससे पिस्टन को काम करने के लिए प्रेरित किया जाता है।
2. इलेक्ट्रॉनिक इग्निशन सिस्टम
- इलेक्ट्रॉनिक इग्निशन सिस्टम पारंपरिक इग्निशन सिस्टम में सर्किट ब्रेकर संपर्कों को इलेक्ट्रॉनिक घटकों (जैसे ट्रांजिस्टर, आदि) से बदल देता है। इसका कार्य सिद्धांत है: इंजन की गति और स्थिति की जानकारी सेंसर (जैसे क्रैंकशाफ्ट स्थिति सेंसर, आदि) द्वारा पता लगाई जाती है, और यह जानकारी इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई (ईसीयू) को प्रेषित की जाती है। ईसीयू इस जानकारी के आधार पर इग्निशन टाइमिंग की गणना करता है और इग्निशन कॉइल की प्राथमिक वाइंडिंग को चालू और बंद करने को नियंत्रित करता है, जिससे स्पार्क प्लग के लिए इग्निशन ऊर्जा प्रदान करने के लिए द्वितीयक वाइंडिंग में एक उच्च वोल्टेज उत्पन्न होता है। इलेक्ट्रॉनिक इग्निशन सिस्टम में उच्च इग्निशन ऊर्जा और सटीक इग्निशन टाइमिंग के फायदे हैं, जो इंजन के प्रदर्शन और ईंधन अर्थव्यवस्था में सुधार कर सकते हैं।
चतुर्थ. प्रकाश, सिग्नल, उपकरण और अलार्म सिस्टम
1. प्रकाश व्यवस्था
- ऑटोमोटिव लाइटिंग सिस्टम में हेडलाइट्स, टेललाइट्स, फॉग लाइट्स आदि शामिल हैं। हेडलाइट्स का मुख्य कार्य ड्राइवर को रात में या कम दृश्यता की स्थिति में आगे की सड़क के लिए रोशनी प्रदान करना है। हेडलाइट्स के बल्बों में हैलोजन लैंप, क्सीनन लैंप और एलईडी लैंप शामिल हैं। एक उदाहरण के रूप में हैलोजन लैंप लेते हुए, जब करंट फिलामेंट से होकर गुजरता है, तो फिलामेंट गर्म हो जाता है और प्रकाश उत्सर्जित करता है, और प्रकाश केंद्रित होता है और परावर्तक और लेंस के माध्यम से आगे की सड़क पर प्रक्षेपित होता है।
- टेललाइट्स का उपयोग मुख्य रूप से रात में या कम दृश्यता की स्थिति में पीछे के वाहनों और पैदल चलने वालों को वाहन की स्थिति और ड्राइविंग स्थिति दिखाने के लिए किया जाता है। फॉग लैंप का उपयोग खराब मौसम की स्थिति जैसे कोहरे वाले दिनों में किया जाता है। फॉग लैंप का हल्का रंग आमतौर पर पीला या सफेद होता है। इसमें मजबूत बिखरने की क्षमता है और ड्राइविंग सुरक्षा में सुधार के लिए यह घने कोहरे में भी प्रवेश कर सकता है।
2. सिग्नल प्रणाली
- कार सिग्नल सिस्टम में टर्न सिग्नल, ब्रेक लाइट और रिवर्स लाइट शामिल हैं। टर्न सिग्नल का उपयोग अन्य वाहनों और पैदल चलने वालों को वाहन के मुड़ने के इरादे को इंगित करने के लिए किया जाता है। जब ड्राइवर टर्न सिग्नल स्विच संचालित करता है, तो सर्किट जुड़ा होता है और टर्न सिग्नल चमकता है। जब ड्राइवर ब्रेक पैडल पर कदम रखता है तो ब्रेक लाइट जलती है, जिससे पीछे वाले वाहन को ब्रेक सिग्नल भेजा जाता है। जब वाहन पीछे जा रहा होता है तो पीछे वाले वाहनों और पैदल चलने वालों को सचेत करने के लिए रिवर्स लाइट जलती है।
3. उपकरण और अलार्म सिस्टम
- ऑटोमोबाइल उपकरण प्रणाली में स्पीडोमीटर, टैकोमीटर, ईंधन गेज, पानी का तापमान गेज इत्यादि शामिल हैं। ये उपकरण सेंसर के माध्यम से ऑटोमोबाइल के प्रासंगिक ऑपरेटिंग पैरामीटर प्राप्त करते हैं और उन्हें डैशबोर्ड पर प्रदर्शित करने के लिए पॉइंटर्स या संख्याओं में परिवर्तित करते हैं ताकि ड्राइवर कर सके ऑटोमोबाइल की परिचालन स्थिति को समझें। उदाहरण के लिए, स्पीडोमीटर स्पीड सेंसर के माध्यम से पहिये की घूर्णन गति का पता लगाता है और पहिये की परिधि के आधार पर कार की ड्राइविंग गति की गणना करता है।
- कार में असामान्य स्थिति होने पर ड्राइवर को चेतावनी संकेत भेजने के लिए अलार्म डिवाइस का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, जब इंजन शीतलक तापमान बहुत अधिक होता है, तो पानी का तापमान चेतावनी प्रकाश जल जाएगा; जब ईंधन टैंक में ईंधन का स्तर बहुत कम होगा, तो ईंधन चेतावनी प्रकाश जल उठेगा।
वी. सहायक विद्युत उपकरण
1. ऑटोमोबाइल इलेक्ट्रिक दरवाजे और खिड़कियां, केंद्रीय दरवाजे के ताले और इलेक्ट्रिक रियरव्यू मिरर
- ऑटोमोबाइल इलेक्ट्रिक दरवाजा और खिड़की प्रणाली मोटर के माध्यम से खिड़की के शीशे को ऊपर और नीचे ले जाती है। जब ड्राइवर विंडो लिफ्ट स्विच संचालित करता है, तो सर्किट जुड़ा होता है, मोटर आगे या पीछे घूमती है, और विंडो ग्लास को ऊपर या नीचे ले जाती है। सेंट्रल डोर लॉक सिस्टम ड्राइवर की तरफ के डोर लॉक स्विच के माध्यम से एक ही समय में सभी दरवाजों की लॉकिंग और अनलॉकिंग को नियंत्रित कर सकता है। इलेक्ट्रिक रियरव्यू मिरर ड्राइवर के दृष्टि क्षेत्र को पूरा करने के लिए इलेक्ट्रिक मोटर के माध्यम से रियरव्यू मिरर के कोण को समायोजित करता है।
2. रिमोट कंट्रोल डिवाइस सुरक्षा चोरी-रोधी तंत्र
- रिमोट कंट्रोल डिवाइस सुरक्षा चोरी-रोधी तंत्र रिमोट कंट्रोल के माध्यम से कार को सिग्नल भेजता है। जब ड्राइवर रिमोट कंट्रोल पर लॉक बटन दबाता है, तो सिग्नल कार पर रिसीवर द्वारा प्राप्त होता है, केंद्रीय दरवाजा लॉक सिस्टम दरवाजा लॉक कर देगा, और एंटी-थेफ्ट सिस्टम अलर्ट स्थिति में प्रवेश करेगा। यदि कोई अवैध रूप से दरवाजा खोलता है या कार स्टार्ट करता है, तो चोरी-रोधी प्रणाली अलार्म डिवाइस को चालू कर देगी, अलार्म बजाएगी और लाइटें चमकाएगी।
VI. ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनिंग सिस्टम
1. प्रशीतन और एयर कंडीशनिंग की रेफ्रिजरेंट संचालन प्रणाली
- ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनिंग रेफ्रिजरेशन सिस्टम मुख्य रूप से एक कंप्रेसर, एक कंडेनसर, एक बाष्पीकरणकर्ता, एक विस्तार वाल्व आदि से बना होता है। रेफ्रिजरेंट (आमतौर पर आर -134 ए) सिस्टम में घूमता है। कंप्रेसर गैसीय रेफ्रिजरेंट को उच्च तापमान और उच्च दबाव वाली गैस में संपीड़ित करता है, और फिर इसे कंडेनसर में भेजता है। कंडेनसर में, उच्च तापमान और उच्च दबाव वाला गैसीय रेफ्रिजरेंट हीट सिंक के माध्यम से गर्मी को बाहर की ओर फैलाता है, और ठंडा होने के बाद उच्च दबाव वाला तरल रेफ्रिजरेंट बन जाता है।
- उच्च दबाव वाले तरल रेफ्रिजरेंट को विस्तार वाल्व द्वारा थ्रॉटल और डिप्रेसुराइज़ किए जाने के बाद, यह कम तापमान और कम दबाव वाले तरल रेफ्रिजरेंट बन जाता है और बाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करता है। बाष्पीकरणकर्ता में, तरल रेफ्रिजरेंट आसपास की हवा की गर्मी को अवशोषित करता है और वाष्पीकृत हो जाता है, जिससे बाष्पीकरणकर्ता की सतह का तापमान कम हो जाता है, जिससे शीतलन प्रभाव प्राप्त होता है। अगले चक्र को शुरू करने के लिए वाष्पीकृत रेफ्रिजरेंट को फिर से कंप्रेसर में खींचा जाता है।
2. एयर कंडीशनिंग प्रणाली का नियंत्रण
- ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनिंग सिस्टम के नियंत्रण में तापमान नियंत्रण, वायु मात्रा नियंत्रण आदि शामिल हैं। बाष्पीकरणकर्ता की शीतलन क्षमता को समायोजित करके तापमान नियंत्रण प्राप्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, जब ड्राइवर कम तापमान सेट करता है, तो एयर कंडीशनिंग नियंत्रण प्रणाली कंप्रेसर के कार्य समय को बढ़ा देगी या शीतलन प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए कंप्रेसर की गति को बढ़ा देगी। ब्लोअर की गति को समायोजित करके वायु की मात्रा पर नियंत्रण प्राप्त किया जाता है। ड्राइवर अपनी जरूरत के हिसाब से अलग-अलग एयर वॉल्यूम गियर चुन सकता है।
सातवीं. एयरबैग प्रणाली
1. एयरबैग का कार्य सिद्धांत और संरचना
- एयरबैग प्रणाली मुख्य रूप से सेंसर, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाइयों (ईसीयू) और एयरबैग घटकों से बनी होती है। जब कोई कार टकराती है, तो कार के सामने लगा टक्कर सेंसर टक्कर की तीव्रता और दिशा जैसी जानकारी का पता लगाएगा और इस जानकारी को ईसीयू तक पहुंचाएगा। यदि टकराव की तीव्रता निर्धारित सीमा से अधिक है, तो ईसीयू तुरंत एयरबैग असेंबली में गैस जनरेटर को चालू कर देगा।
- गैस जनरेटर में रासायनिक पदार्थ तेजी से प्रतिक्रिया करके बड़ी मात्रा में गैस उत्पन्न करते हैं, जो बहुत कम समय में एयरबैग को फुला देता है, जिससे ड्राइवर और स्टीयरिंग व्हील (या यात्री और डैशबोर्ड, आदि) के बीच एक बफर बन जाता है। टक्कर से मानव शरीर को होने वाली क्षति को कम करना।
कार में कई प्रकार के विद्युत घटक होते हैं, और उनके संबंधित कार्य सिद्धांत जटिल लेकिन परस्पर जुड़े हुए होते हैं। साथ में, वे ऑटोमोटिव इलेक्ट्रिकल सिस्टम का निर्माण करते हैं, जो कार की सुरक्षा, आराम और कुशल संचालन की गारंटी प्रदान करता है।
