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　　汽车电气设备构造 与维修项目一体化教程 河南省工业学校 机电系——汪红 任务一 汽车电气基础的认知 任务目标 1、了解汽车电气的组成及其特点 2、掌握汽车电气基础元件的作用 3、能正确认识汽车上的电器设备 4、会正确使用检测工具及仪器 5、会检修汽车电气的基础元件 一、任务需求知识 汽车电气的组成与特点 汽车电气基础元件 汽车电气检测常用的工具和仪器 汽车电气系统故障常用诊断方法 1886年第一辆三轮内燃机汽车(德国奔茨) 1894年的奔驰碧罗汽车，采用煤油灯作照明。 1902年，美国奥兹莫比乐汽车上采用电气照明灯。 房车 现代化的旅行车 汽车电子技术的现状与发展趋势 汽车电子技术的发展历史：传统汽车主要由机械部件构成，较少采用电子装置，结构和性能的改善由机械装置实现 汽车电子化进程经历了：二极管、三极管、小规模集成 电路、中规模集成电路、大规模集成电路到超大规模集成电路、微处理机及复杂控制系统。 60年代初：采用简单的电子装置，二极管整流的交流发电机、电子调节器、采用晶体管的电子点火装置等 80年代以来：电子技术广泛应用于汽车 目前：汽车电子化程度已成为衡量一个国家汽车生产技术水平的重要标志 衡量方法：平均每台汽车电子装置的费用 、 平均每台汽车电子装置所占汽车成本的比例 美国：自60年代初开始汽车电子装置费用逐年增加 1970 1980 1990 1995 2000年以后 25 248 872 1600 2000—4000 电子元器件所占整车成本比例 1970 1980 1990 1995 2000以后 8.4% 10% 13% 20% 40%以上 未来高档轿车至少90%功能的实现将由电脑控制。 汽车中的电控部分越来越智能化、人性化、大规模集成化；要求的安全性（乘员安全：主动安全，被动安全，事故处理，防盗与监控）、舒适性（易操纵性，平顺性，空气净化，温度调节，低噪声，娱乐）、动力性、制动性、操纵稳定性越来越高；汽车的操作也越来越简单，易于上手。 因此让我们学好汽车电子的控制原理与相应的分析、维修是非常必要的和紧迫性。 新技术的应用 1、传感器：将非电类信号采集、转换成电子信息，以便于放大、处理。 2、微处理器 汽车电子设备采用16位和32位微处理器进行控制，各控制系统之间采用数据通信，控制技术向智能化方向发展。 3、执行机构和配电系统 4、软件技术 5、多通道传输技术 6、集成化技术 7、光导纤维 8、汽车车载电子网络 复习 电工电子基础知识 2、串联、并联和混联 复习 电工电子基础知识 3、电磁与电磁感应 1）右手法则（螺线、电磁感应定律 回路中产生的感应电动势的大小与穿过该回路的磁通量的变化率的负值成正比。 复习 电工电子基础知识 复习 电工电子基础知识 复习 电工电子基础知识 复习 电工电子基础知识 二、基本元件 1、电阻 PTC NTC 2、霍尔元件 霍尔效应当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。 复习 电工电子基础知识 3、二级管 复习 电工电子基础知识 复习 电工电子基础知识 1.汽车电气的组成 （1）电源系统 （2）起动系统 （3）点火系统 （4）照明和信号系统 （5）仪表和报警系统 （6）辅助电器系统 （7）电子控制装置 （1）汽车电源系统 电源系统包括蓄电池、发电机、调节器。 蓄电池在发动机启动时向启动机供电，同时辅助发电机向用电设备供电。 发电机为汽车主电源，不但向全车用电设备供电，同时给蓄电池充电。 调节器使发电机的输出电压保持恒定（13.5V~14.5V）。 （2）汽车用电设备 发动机启动系统 包括直流电动机、传动机构、控制装置。其作用是用于启动发动机。 （3）汽油机点火系统 产生高压电火花，点燃汽油机发动机缸内的混合气。 （4）照明系统 汽车内外各种照明灯及其控制装置。 信号系统 包括喇叭、蜂鸣器、闪光器及各种行车信号标识灯。 （5）仪表系统 包括各种电器仪表（燃油表、车速及里程表、发动机转速表等）。 （6）辅助电器系统 电动刮水器、空调、低温启动预热装置、收录机、点烟器、玻璃升降器、电动座椅、电动后视镜等。 （7）电子控制系统 电控发动机、电控制动、电控变速器、电控安全装置等。 （3）全车电路及配电装置 低压直流供电 汽车电气设备采用低压直流供电，柴油车大多采用24伏直流供电，汽油车大都采用12伏直流电压供电。 交流发动机产生的电压需要整流器转换成直流电。 两个电源 两个电源，指蓄电池和发电机两个供电电源。 蓄电池是辅助电源，在汽车未运转时向有关用电设备供电。 发电机是主电源，当发动机运转到一定转速后，发电机转速达到规定的发电转速，开始向有关用电设备供电，同时对蓄电池进行充电。 单线制 单线制是利用汽车发动机和底盘、车身等金属机件作为各种用电设备的共用连线（俗称搭铁），而用电设备到电源只需另设一根导线。 采用单线制不仅可以节省材料，使电路简化，而且便于安装和检修，降低故障率。 但在一些不能形成可靠的电气回路或需要精确电子信号的回路，采用双线。 负极搭铁 搭铁，就是采用单线制时，将蓄电池的一个电极用导线连接到发动机或底盘等金属车体上。 负极搭铁，指蓄电池的负极连接到金属车体上。 我国标准中规定汽车电器必须采用负极搭铁。目前世界各国生产的汽车也大多采用负极搭铁方式。 汽车电器设备电路的组成 （二）汽车电气基础元件 保险装置 继电器 开关 插接器 导线.保险装置 当电路中流过超过规定的过大电流时，汽车电路保险装置能够切断电路，从而防止烧坏电路连接导线和用电设备，并把故障限制在最小范围内。汽车上的保险装置主要有：熔断器、易熔线）. 熔断器和易熔线). 易熔线 易熔线是一种大容量的熔断器，用于保护电源电路和大电流电路。 （3）. 熔断器（保险） A 保险选用原则 保险装置标称值 = 电路的电流值/0.8 例如，某电路设计的最大电流为12A，应选用15A的保险。 B熔断器熔断后的应急修理 行驶途中的应急修理，可用细导线代替熔断器。一旦到达目的地或有新熔断器时，应及时换上。 注：⑴ 更换熔断器，一定要用与原规定相同的熔断器。汽车上增加用电设备时，不要随意改用容量大的熔断器，最好另外再安装熔断器。 ⑵ 熔断器熔断，必须真正找到故障原因，彻底排除隐患。 ⑶ 熔断器支架与熔断器接触不良会产生电压降和发热现象。如发现支架有氧化现象或脏污必须及时清理。 （ 4）. 断路器 断路器在电路中用于防止有害的过载（额外的电流）。断路器是机械装置，它利用两种不同金属（双金属）的热效应断开电路。如果额外的电流经过双金属带，双金属带弯曲，触点开路，阻止电流通过。当电路断路器冷却，触点再次闭合，电路导通。当无电流时，双金属带冷却而使电路重新闭合，电路断路器复位。 2.继电器 继电器可以实现自动接通或切断一对或多对触点，完成用小电流控制大电流，可以减小控制开关的电流负荷，保护电路中的控制开关。如进气预热继电器、空调继电器、喇叭继电器、雾灯继电器、中间继电器、风窗刮水器／清洗器继电器、危险报警与转向闪光继电器等。 小技巧：用继电器实现电路扩展 要想在原车上安装额外的电子附件，简单的接入已有的电路中可能会使保险装置或配线过载。采用继电器扩展可有效解决这一问题 。 3.开关装置 汽车上所有用电设备的接通和停止，都必须经过开关控制。对开关的要求是坚固耐用、安全可靠、操作方便、性能稳定。 1. 开关的符号 2. 点火开关 点火开关是汽车电路中最重要 的开关，是各条电路分支的控制枢 纽，是多档多接线柱开关。其主要 功能是：锁住转向盘转轴（Lock）， 接通点火仪表指示等（ON或IG），起动(ST或Start)挡，附件挡（Acc主要是收放机专用），如果用于柴油车则增加(HEAT)挡。其中起动、预热挡因为工作电流很大，开关不易接通过久，所以这两挡在操作时必须用手克服弹簧力，扳住钥匙，一松手就弹回点火挡，不能自行定位，其他挡均可自行定位。点火开关的结构及表示方法如图所示。 3. 组合开关 多功能组合开关将照明（前照灯、变光）开关、信号（转向、危险警告、超车）开关、刮水器／清洗器开关等组合为一体，安装在便于驾驶员操纵的转向柱上。下图为日产轿车组合开关的挡位和接线.插接器 连接器又叫插接器，现代汽车上使用很普遍。为防止在汽车行驶过程中脱开，均采用闭锁装置。 1. 连接器的符号和实物示意图。 4.插接器 2. 插接器的拆卸。 5.汽车线、汽车用电线 按承受电压的高低分类：高压导线和低压导线。 ⑴ 导线截面积的正确选择 根据用电设备的负载电流大小选择导线的截面积。 其一般原则为：长时间工作的电气设备可选用实际载流量60%的导线；短时间工作的用电设备可选用实际载流量60%－100%之间的导线。 同时，还应考虑电路中的电压降和导线发热等情况，以免影响用电设备的电气性能和超过导线的允许温度。 为保证一定的机械强度，一般低压导线。 汽车用电线 ⑴ 导线截面积的正确选择 下表为各种铜芯导线标称截面积的允许载流量。 汽车用电线 ⑴ 导线截面积的正确选择 下表为汽车12V电系主要电路导线截面积选择的推荐值 。 1、汽车用电线 ⑵ 导线的颜色 为便于安装和检修，汽车采用双色导线，主色为基础色，辅色为环布导线的条色带或螺旋色带，且标注时主色在前，辅色在后。以双色为基础选用时，各用电系统的电源线为单色，其余为双色，双色线、汽车用电线 ⑵ 导线的颜色 标称截面积大于1.5 mm2的双色线，主辅颜色的搭配见下表。 2. 汽车线束 为使全车线路规整，安装方便及保护导线的绝缘，汽车上的全车线路除高压线、蓄电池电缆和起动机电缆外，一般将同区域的不同规格的导线用棉纱或薄聚氯乙烯带缠绕包扎成束，称为线. 汽车线束 ⑴ 线束的包扎 ① 电缆半叠包扎法，涂绝缘漆，烘干，以增加电缆的强度和绝缘性能。 ② 新型线束，局部塑料包扎后放入侧切口的塑料波纹管内，使其强度更高，保护性能更好，查找线路故障方便。 ⑵ 线束的安装 同一种车型的线束在制造厂里按车型设计制造好后，用卡簧或绊钉固定在车上的既定位置，其抽头恰好在各电气设备接线柱附近位置，安装时按线号装在其对应的接线柱上。各种车型的线束各不相同，同一车型线束按发动机、底盘和车身分多个线束。 （三）汽车电气检测常用的工具和仪器 1、试灯 2、跨接线)无源试灯 （2）有源试灯 2、跨接线）通用诊断仪 （2）专用诊断仪 （四）汽车电气系统故障常用诊断方法 1、直观诊断法 2、断路法 3、短路法 4、试灯法 5、仪表法 6、换件法 7、仪器法 3.开关装置 铜芯电线 35 50 载流量（60%） 7.5 9.6 11.4 14.4 19.2 25.2 33 45 63 82.5 102 129 载流量（100%） 12.5 16 19 24 32 42 55 75 105 138 170 215 汽车类型 标称截面积（mm2） 用 途 轿车、 货车、 挂车 0.5 后灯、美高梅娱乐入口顶灯、指示灯、仪表灯、牌照灯、燃油表、雨刮器电机 0.8 转向灯、制动灯、停车灯、分电器 1.0 前照灯的单线（不接保险器）、电喇叭（3A以下） 1.5 前照灯的电线束（接保险器）、电喇叭（3A以上） 1.5－4 其他连接导线 起动机电缆 系统名称 电线主色 代号 系统名称 电线主色 代号 电气装置接地线 黑 B 仪表、报警指示和喇叭系统 棕 Br 点火起动系统 白 W 前照灯、雾灯等外部照明系统 蓝 Bl 电源系统 红 R 各种辅助电机及电气操纵系统 灰 Gr 灯光信号系统 绿 G 收放音机、点烟器等系统 紫 V 车身内部照明系统 黄 Y 主色 辅色 红 （R） 黄 （Y） 白 （W） 黑 （B） 棕 （N） 绿 （G） 蓝 （U） 红（R） — ○ ○ ○ — ○ ○ 黄（Y） ○ ○ ○ ○ Δ Δ Δ 蓝（U） ○ ○ ○ ○ Δ — — 白（W） ○ ○ ○ ○ ○ ○ Δ 绿（G） ○ ○ ○ ○ ○ — ○ 棕（N） ○ ○ ○ ○ — ○ ○ 紫（P） — ○ ○ ○ — ○ Δ 灰（S） ○ ○ — ○ ○ ○ ○ ○－容许搭配的颜色； Δ－不推荐搭配的颜色。 4、三极管 两个电源 低压直流 单线.汽车电器设备的特点 保险装置 中间继电器 充放电指示 颜色和编号 低压 直流 单线制 负极搭铁 汽车用电设 备的额定电 压有12V、 24V两种。 汽油车普遍 采用12V电 源，而大型 柴油车多采 用24V电源。 主要是因为给蓄电池充电时必须用直流电，所以汽车电源必须直流电。 电源到用电设备只用一根导线连接。节省导线、线路清晰、安装检修方便，用电设备不需与车体绝缘。 蓄电池的一个电极须接到车架上，俗称“搭铁”。将蓄电池的负极接到车架上，称为“负极搭铁”。 电 源 电器设备 配电装置 蓄电池 发电机 起动机 点火系统 照明与信号灯 仪表、报警灯 辅助电器设备 中央接线盒、保险装置、控制开关、导线和接插件等。 注：⑴ 绝对不允许换用比规定容量大的易熔线。 ⑵ 易熔线熔断，可能是主要电路发生短路，因此需要仔细检查，彻底排除隐患。 ⑶ 不能和其他导线绞合在一起。 继电器分为： 常开继电器，常闭继电器和常开、常闭混合型继电器。继电器的每个插脚都有标号，与中央接线盒正面板的继电器插座的插孔标号相对应。 继电器位置 * 汽车电气设备构造 项目一 汽车电气基础 项目二 汽车电源系统 项目三 汽车起动系统 项目四 发动机点火系统 项目五 汽车照明和信号系统 项目一 汽车电气基础 工作 任务： 任务一 汽车电气基础的认识 任务二 汽车电路图识读 1769年第一辆蒸汽汽车 1825年第一辆蒸汽公共汽车 灶具、冰箱 前部宽大的床铺 卫浴系统 现代化的设备 20世纪50年代前------应用较少，以机械为主，辅以必要的电器设备 20世纪60年代------电子技术得到逐步的应用，主要标志是交流发电机。 20世纪70年代------电子点火、电控喷油， （EFI)、制动防抱死系统(ABS)等多种控制。 20世纪80年代后------电控技术深入到了汽车的各个组成部分，通讯技术、安全技术、可靠性、人性化等多方位发展。 发 动 机 传 动 系 交流发电机的整流及集成调节器 点火控制方面 1．电子点火装置：全晶体管式、集成式、无触电分电式、一体化点火线．点火正时控制：普通电子点火系———与传统点火系控制原理同，靠机械调节装置完成，受机械结构和性能的限制，控制精度低。微机控制点火提前角：控制精度大大提高 燃油供给方面：电子化油器、电子燃油喷射控制 发动机最佳电子控制（发动机管理系统）：点火、空燃比、废气再循环、怠速、爆震、喷射等 柴油机最佳电子控制 ? ? 离合器电子控制：自动离合器，自动分离、结合 自动变速控制 巡航控制 转向控制：车速感应动力转向—电子控制动力转向 ? 发动机和传动系的综合控制：涉及车上网络通信 ? 安全性方面 舒适性方面 电子防抱死制动控制（ABS） 驱动防滑控制（ASR） 牵引力控制（TCS） 安全气囊、安全带自控（自动锁紧、未系报警） 电子主动悬架 报警装置：防盗报警、防撞车间距报警、轮胎气压报警 电子门锁、车窗自控等、电子后视镜 遥控车门 座椅自动调整 自动空调、自动照明、 车用电视机及音响 将采用： 全自动空调：温度、湿度、清洁度、含氧量自动调节 行驶路线最优化选择、道路交通信息指示、声控驾驶等 仪 表 通 讯 电子钟、电子油耗表、电子温度计、电子转速表、电子车速里程表 各种报警显示（未关门、未系安全带等） 电话、通讯装置 将采用：惯性导航、卫星导航、屏幕显示街道图和交通阻塞情况等 ? 发动机的控制 增加动力 降低油耗 改善排放 自动变速器的控制 降低驾驶劳动强度 改善换档特性 获得最佳动力 主动安全控制 ABS、ASR EBD、ESP 电动车窗 电控门锁 防盗系统 电动座椅 安全气囊 SRS 电动后视镜 灯光控制 倒车防撞 动力转向 后悬架控制 前悬架控制 电子导航 电子仪表 自动空调 监视报警 电池 灯泡 E I R U + _ 负载 电源 复习 电工电子基础知识 一、基本原理 1、电路模型 U I U1 U2 R1 R2 U I I1 I2 R1 R2 R1 R2 R3 R4 I1 U i 铁心 （导磁性能好 的磁性材料） 线、互感原理 变压器与点火线圈 缺点：拉弧现象、电磁干扰（抑噪器） * * * 50

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