La energía que se transmite a los accesorios de un automóvil se puede transferir por distintos medios. Sin embargo, siempre proviene en última instancia del motor de combustión interna del automóvil , de la batería o de otra fuente de energía "principal". La llegada de baterías de alta potencia a los vehículos híbridos y totalmente eléctricos está inclinando aún más el equilibrio de las tecnologías hacia los accesorios eléctricos.
Un motor tiene uno o más dispositivos para convertir la energía que produce en una forma utilizable, conexión eléctrica a través del alternador, conexiones hidráulicas de una bomba o sistema de motor, aire comprimido y vacío del motor ; o el motor puede conectarse directamente a través de una conexión mecánica . Los vehículos modernos hacen funcionar la mayoría de los accesorios con energía eléctrica. Por lo general, solo el 2% de la potencia total de salida de un vehículo se ha destinado a alimentar los accesorios. [1] Los vehículos eléctricos e híbridos pueden utilizar una mayor proporción de energía para los accesorios, debido a la reducción de las ineficiencias en el tren de transmisión, especialmente la eliminación del ralentí del motor.
Algunos accesorios de los automóviles están conectados directamente al motor a través de engranajes o correas. Estos suelen requerir grandes cantidades de energía. El compresor del aire acondicionado es un ejemplo conocido, aunque se están empezando a utilizar nuevos compresores de refrigerante totalmente eléctricos en los vehículos de producción.
Los primeros automóviles utilizaban un magneto para el encendido, que no proporcionaba energía adicional.
La primera conexión eléctrica auxiliar se suministraba mediante un generador de corriente continua . El voltaje variaba con la velocidad del motor y, debido a limitaciones tecnológicas, se utilizaban dispositivos mecánicos complicados para regularlo. Aun así, el voltaje al ralentí era demasiado bajo para ser útil. Se utilizaba una batería de plomo-ácido para proporcionar el voltaje adecuado cuando el generador no podía hacerlo, y se recargaba a una velocidad del motor más alta o con una carga eléctrica más baja. El sistema de arranque automático del automóvil fue uno de los primeros sistemas de motor que lo utilizó.
La iluminación, que hasta entonces se proporcionaba mediante lámparas de queroseno o de gas , fue uno de los primeros accesorios eléctricos comunes.
Los primeros sistemas utilizaban 6 voltios, pero los 12 voltios se convirtieron en el estándar porque proporcionaban mayor potencia con menos corriente. El generador de CC original fue reemplazado por un alternador controlado por un regulador de voltaje . [2] Debido a las propiedades mecánicas y eléctricas, es más eficiente producir primero corriente alterna y luego convertirla inmediatamente en corriente continua. Al regular la corriente enviada al rotor del alternador y, por lo tanto, la intensidad del campo magnético, se puede producir un voltaje estable en un rango más amplio de velocidades del motor.
Los sistemas de arranque, iluminación y encendido de la mayoría de los vehículos a gasolina siguen siendo de 12 voltios. Los vehículos a diésel, incluidos los equipos de construcción móviles y los camiones pesados, utilizan sistemas eléctricos de 24 voltios, al igual que muchos vehículos militares. Se están realizando investigaciones para adoptar un sistema eléctrico estándar de 42 voltios para la electricidad automotriz, pero será necesario rediseñar todo el sistema eléctrico y fabricar nuevos componentes para que funcionen con el voltaje más alto. La principal ventaja del voltaje más alto es que los componentes eléctricos se pueden fabricar con menos metal, lo que ahorra peso y costos y mejora la eficiencia energética . Por eso se ha introducido un sistema eléctrico de 48 voltios .
La mayoría de los sistemas modernos, como los elevalunas eléctricos , los asientos eléctricos y los seguros eléctricos de las puertas , funcionan con electricidad. Se han desarrollado sistemas de dirección asistida accionados eléctricamente y se utilizan en numerosos modelos. Se están empezando a utilizar compresores de refrigerante totalmente eléctricos de alta eficiencia para el aire acondicionado, especialmente en vehículos híbridos o totalmente eléctricos.
El receptáculo del encendedor de cigarrillos sirve como estándar de facto para el uso de equipos portátiles de 12 voltios dentro o cerca de un automóvil.
El motor generalmente tiene una bomba hidráulica accionada mecánicamente por el motor, pero también puede haber bombas accionadas eléctricamente.
En los automóviles de pasajeros, el uso más común de la energía hidráulica ha sido el sistema de dirección . Las capotas de los descapotables se pueden subir y bajar mediante sistemas hidráulicos. Los limpiaparabrisas a veces se accionaban hidráulicamente, aunque este uso cesó en su mayor parte después de fines de la década de 1960. En los vehículos con poco o ningún vacío en el motor, generalmente se adoptan sistemas hidráulicos en lugar de sistemas de vacío.
La empresa francesa Citroën ideó un sistema hidráulico de alta presión para automóviles que se utilizó para todo tipo de sistemas, incluso asientos ajustables eléctricamente.
El Jeep Grand Cherokee 1999-2004 tenía un ventilador de radiador accionado hidráulicamente, alimentado por la bomba de dirección asistida del SUV.
En vehículos como camiones pesados y tractores , los sistemas hidráulicos son mucho más comunes. Los cilindros hidráulicos se utilizan para accesorios como plataformas de camiones volquete, grúas, cargadoras y enganches de tres puntos .
Una fuente de energía disponible habitualmente en un motor de combustión interna es el vacío parcial disponible en el colector de admisión . El motor de pistón es fundamentalmente una bomba de aire y produce succión y vacío parcial en el colector .
El vacío del colector varía según la carga del motor y la posición del acelerador , y los automóviles utilizan depósitos de vacío o "recipientes de vacío" para proporcionar una fuente utilizable en distintas condiciones. Los motores turboalimentados y supercargados no siempre producen vacío; el colector de admisión en realidad se presuriza cuando el turbo gira a una velocidad superior a cierta.
Los depósitos y dispositivos conectados al motor a través de válvulas de retención permiten reducir la presión cuando el motor genera mucho vacío, pero no permiten que vuelva a entrar aire. Los recipientes de vacío solo permiten que los accesorios de vacío funcionen durante un tiempo muy breve y el aire se filtrará después de que se apague el motor.
El accesorio alimentado por vacío más común es el servofreno . El vacío es solo una ayuda y los frenos pueden seguir funcionando, requiriendo mayor fuerza, si se agota el vacío del servofreno .
Muchos vehículos antiguos utilizaban limpiaparabrisas accionados por vacío . La pérdida de vacío del colector cuando el motor trabajaba a pleno rendimiento o con el acelerador a fondo hacía necesario el uso de una bomba de refuerzo de vacío que normalmente formaba parte de la bomba de combustible.
Los sistemas de vacío automotrices alcanzaron su apogeo entre los años 1960 y 1980. Durante este tiempo se creó una gran variedad de interruptores de vacío , válvulas de retardo y dispositivos accesorios.
A modo de ejemplo, un Ford Thunderbird de 1967 utilizó el vacío para:
Estos sistemas tienden a volverse poco confiables con el tiempo ya que los tubos de vacío se vuelven frágiles y susceptibles a fugas.
Los sistemas neumáticos (de aire comprimido) rara vez se encuentran en los automóviles de pasajeros. Los vehículos más grandes suelen utilizar frenos de aire y la presión puede utilizarse para accionar otros sistemas. Los limpiaparabrisas, las cajas de cambios automáticas y otros accesorios comunes accionados por vacío o hidráulicos suelen estar adaptados. En los autobuses, donde el motor suele estar en la parte trasera del vehículo, puede utilizarse aire comprimido para el acelerador y el embrague.
Las puertas de los autobuses suelen ser neumáticas, al igual que los escalones y la suspensión , lo que permite que el autobús se baje o se "arrodille" en las paradas para permitir que los pasajeros suban o bajen.