汽車安全舒適系統(tǒng)汽車電氣設備第分解PPT課件

1、 配 套 教 材 信 息教材名稱：汽車電氣設備（第2版）教材主編：凌永成教材定價：38RMB出版社：北京大學出版社出版時間/版次：2010年3月第2版 國際標準書號（ISBN ）： 978-7-301-16916-2 教材所屬系列：21世紀全國高等院校汽車類創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材 第1頁/共60頁第9章 安全與舒適系統(tǒng)9.1 風窗刮水清洗設備 為了保證在各種使用條件下?lián)躏L玻璃表面干凈、清潔，汽車都安裝了刮水器，許多汽車還安裝了風窗清洗裝置和除霜裝置。電動刮水器1.作用 電動擋風玻璃刮水器（俗稱雨刷）的作用是保證駕駛?cè)嗽谟晏臁⒀┨旌挽F天有良好、清晰的視野，它具有一個或兩個橡皮刷，由驅(qū)動裝置帶

2、著來回擺動，除去擋風玻璃上的水、雪等。2.結(jié)構(gòu)第2頁/共60頁 電動刮水器主要由電動機、減速機構(gòu)、自動停位器、刮水器開關和聯(lián)動機構(gòu)及刮片等組成。圖9-1 電動刮水器的結(jié)構(gòu)1電動機；2蝸輪蝸桿減速機構(gòu)；3底板；4、6曲柄；5、7連桿；8、10擺桿；9、11擺臂 第3頁/共60頁圖9-2 電動刮水器的傳動機構(gòu)1、5刮片架；2、4、6擺桿；3、7、8連桿；9減速蝸輪；10蝸桿；11電動機；12底板 蝸輪蝸桿減速機構(gòu)和電動機連成一體，使總體結(jié)構(gòu)更加緊湊。刮水器的電動機由磁場、電樞、電刷等組成。 按磁場結(jié)構(gòu)來分，電動機有繞線式（勵磁式）和永磁式兩種，永磁式電動機具有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單的特點，廣泛應

3、用在轎車上。第4頁/共60頁圖9-3 永磁式電動機1電樞；2永久磁鐵磁極；3蝸桿；4蝸輪；5自動停位滑片第5頁/共60頁刮水電機實物第6頁/共60頁 刮水器的變速原理是利用直流電動機的變速原理實現(xiàn)的，由直流電動機電壓平衡方程式可得轉(zhuǎn)速公式為：( /min)UIaRanrKZ（9-1） 式中：U 電動機端電壓，單位為V； Ia 過電樞繞組中的電流，單位為A； Ra 電樞繞組的電阻，單位為； K 常數(shù)； Z 正、負電刷間串聯(lián)的電樞繞組數(shù)； 磁極磁通，單位為Wb。 永磁式電動機的磁場由鐵氧體永久磁鐵產(chǎn)生，磁場的強弱不能改變，為了改變工作速度可采用三刷式電動機，利用三個電刷改變正負電刷之間串聯(lián)的電樞線

4、圈個數(shù)實現(xiàn)變速，其變速原理如圖9-4所示。第7頁/共60頁圖9-4 三刷電動機變速原理低速擋，相當于4對線圈串聯(lián)，電動機以較低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。 高速擋，相當于三對線圈串聯(lián)，電動機轉(zhuǎn)速較高。 第8頁/共60頁 自動停位器能保證刮水器開關在任何時候斷開時，使刮水片自動停止在風窗玻璃的底部。圖9-5 永磁式雙速刮水器控制電路1蓄電池；2電源開關；3熔斷器；4、10、11電刷；5永久磁鐵；6、7自動復位觸片；8、9自動復位滑片；12刮水器開關；13電樞第9頁/共60頁3.工作原理 由圖9-5可見，通過將刮水器開關12置于不同擋位，可實現(xiàn)刮水器的低速運轉(zhuǎn)、高速運轉(zhuǎn)及停機復位等功能。圖9-5 永磁式雙速刮水

5、器控制電路1蓄電池；2電源開關；3熔斷器；4、10、11電刷；5永久磁鐵；6、7自動復位觸片；8、9自動復位滑片；12刮水器開關；13電樞第10頁/共60頁 圖9-6是采用機械式間歇繼電器（圖9-7）控制的刮水器電路，刮水器開關有0、I、四個擋位，其中0擋為停止擋、I擋為間歇擋、擋為低速擋、擋為高速擋。間歇繼電器由時間繼電器、一對動合觸點A和一對動斷觸點B組成。第11頁/共60頁圖9-6 采用機械式間歇繼電器控制的刮水器電路第12頁/共60頁4.齒條傳動刮水器圖9-8 柔性齒條刮水器第13頁/共60頁5.常見故障診斷與排除（1）各擋位都不工作。（2）個別擋位不工作。（3）不能自動停位。風窗清洗

6、裝置圖9-9 風窗清洗裝置1噴嘴；2輸液管；3三通接頭；4箱蓋；5儲液罐；6清洗泵；7襯墊第14頁/共60頁 有些高檔汽車還配有前照燈自動清洗裝置，平時隱藏在保險杠里，使用時噴頭自動伸出并向前照燈噴出強勁的清洗液（圖9-10），以確保前照燈光線良好，駕駛?cè)艘曇扒逦D9-10 前照燈自動清洗裝置第15頁/共60頁風窗除霜（霧）裝置圖9-11 后窗除霜（霧）裝置1蓄電池；2點火開關；3熔斷器；4除霜器開關及指示燈；5除霜器（電熱絲）第16頁/共60頁9.2 電動輔助裝置電動車窗1.作用 電動車窗（也稱自動車窗）利用電動機驅(qū)動玻璃升降器（又稱換向器）實現(xiàn)車窗玻璃升降。2.組成 電動車窗主要由玻璃升

7、降器、電動機、開關等組成。 玻璃升降器有兩種形式。一種是用齒扇來實現(xiàn)換向作用，如圖9-12所示。齒扇上連有螺旋彈簧。當車窗上升時，彈簧伸展，放出能量，以減輕電動機負荷；當車窗下降時，彈簧壓縮，吸收能量，從而使車窗無論是上升還是下降，電動機的負荷基本相同。第17頁/共60頁圖9-12 電動車窗齒扇式升降器 1電線接頭；2電動機； 3齒扇；4推力桿（用于推動車窗玻璃） 第18頁/共60頁 另一種是使用柔性齒條和小齒輪，車窗玻璃連在齒條的一端，電動機帶動軸端小齒輪轉(zhuǎn)動，使齒條移動，以帶動車窗玻璃升降。其結(jié)構(gòu)如圖9-13所示。圖9-13 電動車窗齒條升升降器 1齒條；2電線接頭；3電動機； 4小齒輪；

8、5定位架 第19頁/共60頁3.工作原理 采用永磁式電動機時，電動機不直接搭鐵，電動機的搭鐵受開關控制，通過改變電動機的電流方向改變電動機的轉(zhuǎn)向，從而實現(xiàn)車窗的升降。圖9-14 用永磁式電動機的電動車窗控制電路1右前車窗開關；2右前車窗電動機；3右后車窗開關；4右后車窗電動機；5左前車窗電動機；6左后車窗電動機；7左后車窗開關；8駕駛?cè)酥骺亻_關組件第20頁/共60頁采用雙繞組串勵式電動機時，電動機一端直接搭鐵，電動機有兩組磁場繞組，通過接通不同的磁場繞組，使電動機轉(zhuǎn)向不同，實現(xiàn)車窗玻璃升降。圖9-15 用雙繞組串勵式電動機的電動車窗控制電路1駕駛?cè)酥骺亻_關組件；2右前車窗開關；3右前車窗電動機

9、；4左前車窗電動機第21頁/共60頁 電動車窗控制電路中，一般都設有駕駛?cè)思锌刂频闹骺亻_關和每一個車窗的獨立操作開關，每個車窗的操作開關可由乘客自己操作。 但是，有些汽車的主控開關備有安全開關，可以切斷其他各車窗的電源，使每個車窗的操作開關不起作用，這個開關只能由駕駛?cè)艘蝗瞬僮鳌?采用永磁式電動機時，開關既控制電動機的電源線，又控制電動機的搭鐵線，所以開關結(jié)構(gòu)和電路比較復雜。但是電動機結(jié)構(gòu)簡單，應用比較廣泛。第22頁/共60頁 駕駛?cè)瞬僮鞯闹骺亻_關中的右前車窗開關，使其在“下”的位置時，右前車窗電動機的一端通過主控開關與搭鐵斷開后接電源而通電轉(zhuǎn)動，使右前車窗向下運動，電流方向如圖9-16中箭

10、頭所指。 圖9-16 主控開關控制右前車窗下降第23頁/共60頁 乘客操作右前車窗的獨立操作開關，使其在“下”的位置時，右前車窗電動機的一端通過獨立操作開關與搭鐵斷開后接電源而通電轉(zhuǎn)動，使右前車窗向下運動，電流方向如圖9-17中箭頭所指。 圖9-17 獨立操作開關控制右前車窗下降第24頁/共60頁4.常見故障診斷與排除（1）所有車窗均不能升降。（2）部分車窗不能升降或只能一個方向運動。電動坐椅1.作用 電動坐椅又稱自動坐椅，即用電動機調(diào)整的坐椅。它可以滿足駕駛?cè)硕喾N坐姿勢的操作和安全要求，當然也滿足乘客對舒適性的要求。2.組成 電動坐椅由坐椅開關、電動機、傳動和執(zhí)行機構(gòu)、控制裝置等組成。第25

11、頁/共60頁3.基本工作原理 電動坐椅最普通的形式是使用三個電動機實現(xiàn)坐椅六個不同方向的位置調(diào)整：上、下、前、后、前傾、后傾。三個電動機分別稱為前高度調(diào)整電動機、后高度調(diào)整電動機與前后移動電動機。圖9-18 電動坐椅電路原理圖M1前高度電動機；M2前進后退電動機；M3后高度電動機；FU熔斷器第26頁/共60頁 圖9-19是自動坐椅控制開關使坐椅前方上升時的電流方向示意圖?？刂谱魏蠓缴仙拖陆档牟僮鞣椒ㄅc控制坐椅前方的方法類似。圖9-19 電動坐椅前方上升時的電流方向第27頁/共60頁圖9-20 有存儲功能的電動坐椅系統(tǒng)示意圖1接蓄電池；2熱過載保護；3主繼電器；4手動調(diào)整開關；5存儲器操作開

12、關；6控制單元；7位置傳感器；8電動機第28頁/共60頁4.實例圖921 凌志LS400轎車電動坐椅控制電路（不帶儲存功能）第29頁/共60頁圖922 凌志LS400轎車電動坐椅控制電路（帶儲存功能）第30頁/共60頁圖9-23 可調(diào)整坐姿的電動坐椅第31頁/共60頁電動門鎖圖9-24 電動門鎖電路圖S1左前門鎖開關；S2右前門鎖開關；K門鎖繼電器；M1尾門鎖電機；M2左后門鎖電機；M3左前門鎖電機；M4右前門鎖電機；M5右后門鎖電機；F U熔斷器第32頁/共60頁圖9-25 門鎖開關在鎖定位置時的電流方向第33頁/共60頁電動門鎖實例圖9-26 桑塔納2000轎車電動門鎖控制電路J53-集控

13、繼電器；V30-右前門鎖電動機 ；31-左后門鎖電動機 ；V32-右后門鎖電動機 第34頁/共60頁中央控制門鎖系統(tǒng)簡介 中央控制門鎖系統(tǒng)簡稱中控門鎖，是指利用控制單元（ECU）對汽車鎖門、開門進行控制和完成一些其他功能的系統(tǒng)。駕駛?cè)丝梢栽阪i住或打開所有車門，乘客還可以利用各車門的機械式彈簧鎖來鎖住或打開車門。1）主要功能根據(jù)汽車的狀態(tài)等控制車門，同時打開門鎖或鎖定?？刂啤⒋蜷_后行李箱蓋。控制、打開頂燈、中控臺各操作鍵照明燈及門鎖照明燈。有的中控門鎖還具有自動鎖門（當行車速度超過某一限值而駕駛?cè)送涙i門時，則中控門鎖系統(tǒng)會自動把車門鎖緊，以策安全）、防盜鎖定、防止鑰匙鎖入車內(nèi)和遙控門鎖等功能。

14、2）組成 中控門鎖主要由門鎖總成、門鎖控制開關、鑰匙開關、控制單元、門鎖電動機和位置開關等組成，如圖9-27所示。第35頁/共60頁圖9-27 中控門鎖的組成第36頁/共60頁圖9-28 中控門鎖遙控器電動后視鏡及防炫目后視鏡1.電動后視鏡（1）作用。電動后視鏡可以使駕駛?cè)送ㄟ^電動機對后視鏡的后視角度進行隨意調(diào)節(jié)。（2）組成。電動后視鏡由調(diào)整開關、電動機、傳動和執(zhí)行機構(gòu)等組成。第37頁/共60頁（3）基本工作原理。V33-1-調(diào)整右外側(cè)后視鏡左右搖擺角度的電動機；33-2-調(diào)整右外側(cè)后視鏡的上下?lián)u擺角度的電動機；V34-1-調(diào)整左外側(cè)后視鏡左右搖擺角度的電動機；V34-2-調(diào)整左外側(cè)后視鏡上下

15、搖擺角度的電動機圖9-29 桑塔納2000轎車電動后視鏡控制電路第38頁/共60頁2.防炫目后視鏡防炫目后視鏡一般安裝在車廂內(nèi)，由一面特殊鏡子和兩個光敏二極管及電子控制器組成。圖9-30 防炫目后視鏡效果（左側(cè)無防炫目功能） 在普通反射平面鏡的鏡面上敷設一層液晶導電層，利用液晶通電改變透光率（變色）的原理，就可以降低反射率，實現(xiàn)防炫目的目的。第39頁/共60頁9.3 汽車影音娛樂設備汽車音響概述 汽車音響所帶來的優(yōu)美的音樂，不但可以減輕駕駛?cè)说钠?，同時也是一種藝術(shù)享受。因此，現(xiàn)代汽車都非常重視汽車音響，并將汽車音響作為評價汽車舒適性的指標之一。 早期的汽車音響多以一個收放兩用機（由收音機和磁

16、帶放音機組成）與一對揚聲器為基礎組合，揚聲器分左右兩路聲道，有的置于儀表板總成的兩側(cè)，有的置于車門板內(nèi)，有的置于后座的后方，收放兩用機輸出功率在20W左右。 目前，汽車音響已向大功率多路輸出、多揚聲器環(huán)繞音響、多碟式鐳射CD等方向發(fā)展。第40頁/共60頁 在高級音響設備中，多將大功率放大器和電子網(wǎng)絡器安置在汽車行李箱內(nèi)，將超低音大口徑揚聲器和其他型號揚聲器分別嵌入后窗下圍板和車門板內(nèi)，使用獨立的直流電源，功率輸出達100W以上，音色渾厚優(yōu)美，高低錯落有致，把車廂內(nèi)狹小的空間變成了音樂廳，給人以美的享受。汽車音響的特點1.外形體積受到限制 汽車音響的體積按有關標準規(guī)定為183mm50mm153m

17、m ,一般使用高密度貼裝元件，采用多層立體裝配方式。2.使用環(huán)境惡劣 汽車在不同等級的路面上行駛，使汽車音響受到?jīng)_擊；同時，汽車音響還要承受室內(nèi)外溫度的變化，汽車音響的安裝位置距發(fā)動機較近，故經(jīng)常在高溫條件下（溫度有時可達60）工作，在陽光照射下儀表板的溫度可達7080，而在寒冷地區(qū)的冬季最低溫度可達3040。第41頁/共60頁 在這種使用條件下，要求汽車音響中的元件焊接裝配要絕對牢固，很多元件還要用強力膠加以固定，同時要求汽車音響元件的耐高溫和耐低溫性能要好，工作穩(wěn)定。3.采用蓄電池供電 汽車音響采用蓄電池的低壓直流電供電，這樣電壓變化將直接影響汽車音響的功率輸出，所以要求汽車音響線路的阻抗

18、要非常小。 若要求輸出功率大，一般還要采取降低揚聲器阻抗的方法來提高輸出功率。揚聲器的阻抗多為24，也有采用1.6特制規(guī)格的，以獲得更大的功率。 同時，在功率放大器方面，將電源電壓升至3040V，這樣在電壓波動時，可保證輸出功率穩(wěn)定。因此，要求汽車音響的功放要大、電流線性良好、飽和壓降小、效率高，并且具有過熱保護、短路保護等措施。第42頁/共60頁4.抗干擾能力強 在整個汽車電氣系統(tǒng)中，發(fā)動機的點火系統(tǒng)以及各種電器設備對汽車音響的信號輸入產(chǎn)生很大干擾。同時汽車在行駛過程中，既有方向變化又有外界環(huán)境影響（高樓、橋梁、電網(wǎng)等）等空間輻射。因此汽車音響中都裝有抗干擾裝置，如抗干擾集成塊、高頻扼流圈等

19、。5.調(diào)幅調(diào)頻接收靈敏度高，動態(tài)范圍大 汽車音響對調(diào)幅段的接受靈敏度一般要求小于50V，調(diào)頻段的接收靈敏度要求小于3V。調(diào)幅段自動增益的范圍要求大于40dB，能承受100mV的大信號而不產(chǎn)生阻塞失真。 否則，當汽車在高速公路上飛速行駛時，就無法保證正常的收聽；對調(diào)頻段要求信號捕捉穩(wěn)定可靠，更要求調(diào)頻的靈敏度和信噪比等有較高的性能。第43頁/共60頁6.具有夜間燈光照明 為了方便夜間操作，汽車音響都設有透光照明按鍵，用內(nèi)部光源照明各個按鍵的操作字符和旋鈕的位置等。7.配用功率大、阻抗小、體積小的揚聲器 與汽車音響配用的揚聲器的阻抗多為4，口徑一般在102152mm之間。揚聲器的結(jié)構(gòu)方式分為全頻帶

20、、同軸二或三分頻，功率在30100W之間。揚聲器的接線較粗，接線柱采用鍍銀或鍍鎳銅排，以降低接觸電阻，減小線損。8.其他特殊要求 部分高檔汽車音響還具有多功能液晶顯示屏，線路輸出（LINE OUT，可接大功率汽車音響功放）端口，還有激光唱機輸入（CD IN）端口，遙控電源等。9.汽車音響的防盜第44頁/共60頁 某些汽車音響有防盜功能，其類型有兩種，一是汽車音響的主要部分變?yōu)椴豢刹鹦?，或強行拆下即損壞，通常利用電磁鐵及其他機械鎖定裝置；二是設定密碼，當駕駛?cè)嗽O定密碼并進入防盜狀態(tài)后，音響系統(tǒng)被拆下重新使用時必須輸入駕駛?cè)嗽O定的密碼，這種音響系統(tǒng)可較容易地拆下，但密碼不正確時，音響系統(tǒng)不正作。防

21、盜系統(tǒng)的標識是在錄音磁帶槽蓋上刻有英文ANTI-THEFT SYSTEM，即防盜系統(tǒng)。汽車音響裝置的基本組成 汽車音響系統(tǒng)主要由信號源、放大器和揚聲器等組成。信號源是指收放機和激光唱機。1.收放機 收音機是無線電接收裝置，專門接收廣播節(jié)目。一般接收的信號有調(diào)幅和調(diào)頻兩種，調(diào)幅又分中波和短波。第45頁/共60頁 磁帶放音機一般由機芯、電動機、磁頭以及放音降噪電路、自動選曲電路等組成。圖9-31 收放機的基本原理圖第46頁/共60頁 （a）安裝圖 （b）接線圖圖9-32 收放機的安裝電路第47頁/共60頁圖9-33 數(shù)字式收音機2.激光唱機 激光唱機（Laser Compact Disc Play

22、er）又稱鐳射唱機、CD唱機。激光唱機具有優(yōu)異的電聲指標，其信噪比和動態(tài)范圍遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的電唱機。激光唱機具有自動選曲、程序重放、遙控操作等功能，激光唱片又不易磨損，曲目豐富，成為汽車音響的重要組成部分。圖9-34 汽車激光唱機第48頁/共60頁 激光唱機一般具有自動存取唱片、選擇放唱、編輯加工、長期記憶等功能。多片激光唱機在CD唱片艙盒中可同時安放多張唱片，又稱自動換片式CD唱機。 多片激光唱機分抽屜式和轉(zhuǎn)盤式兩種，抽屜式激光唱機是將多張唱片平行裝入一個換片盒內(nèi)（最多可達12片），放唱時可連續(xù)放音，換片時間為56s；轉(zhuǎn)盤式激光唱機采用開蓋方式，轉(zhuǎn)盤上放置35張激光唱片，開機后可無限循環(huán)進行放唱，中途無需打開或中斷放唱換片。圖9-34 汽車激光唱機第49頁/共60頁 激光唱機主要由激光拾音器、伺服傳動機構(gòu)、數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、控制及顯示電路等組成，如圖9-35所示。圖9-35 激光唱機的組成第50頁/共60頁圖9-36 索尼激光唱機的安裝圖第51頁/共60頁汽車多媒體系統(tǒng) 由于計算機、音響、視頻、網(wǎng)絡等新技術(shù)在汽車上的