第7章汽車電路分析

汽車電氣設(shè)備沈陽大學(xué)凌永成第一頁，共五十六頁。第10章汽車電路分析

10.1汽車電路的組成汽車電路是將電源系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、照明信號系統(tǒng)、儀表信息系統(tǒng)、電子控制裝置以及輔助電器等，按照它們各自的工作特性和彼此之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過開關(guān)、導(dǎo)線、保護裝置等連接起來而構(gòu)成的綜合性網(wǎng)絡(luò)。汽車電路和一般電路一樣，也是由電源、負載（用電設(shè)備）、導(dǎo)線、開關(guān)、保護裝置等組成的，但有其自身的特點和規(guī)律。10.1.1連接導(dǎo)線汽車電氣設(shè)備的連接導(dǎo)線（electricwire）一般由銅質(zhì)多絲軟線外包絕緣層構(gòu)成，有低壓線和高壓線兩大類。低壓線中又有普通導(dǎo)線、起動電纜和蓄電池搭鐵電纜之分；高壓線又有銅芯線和阻尼線之分。第二頁，共五十六頁。1.低壓線低壓線的截面積主要是根據(jù)用電設(shè)備的工作電流大小來選擇的。但是，對于功率很小的電器，為保證連接導(dǎo)線的機械強度，連接導(dǎo)線的截面積最小不得低于0.5mm。2表10-1低壓導(dǎo)線的允許載流量導(dǎo)線標稱截面積／mm20.50.81.01.52.53.04.06.01013允許載流量／A——1114202225355060連接蓄電池與起動機之間的電纜線和蓄電池搭鐵線，每100A電流所產(chǎn)生的電壓降一般不超過0.1～0.15V，因此該導(dǎo)線截面積要足夠大。蓄電池的搭鐵線一般是銅絲編織而成的扁形軟銅線。為了便于安裝、維修，不同用電設(shè)備和同一元件不同接線柱上的低壓導(dǎo)線常用不同的顏色加以區(qū)分，我國汽車用低壓導(dǎo)線的主色、代號和用途見表10-2。第三頁，共五十六頁。表10-2低壓導(dǎo)線的主色、代號和用途主色代號用途紅R電源系統(tǒng)白W點火、起動系統(tǒng)藍Bl霧燈綠G外部照明和信號系統(tǒng)黃Y車身內(nèi)部照明系統(tǒng)棕Br儀表、警報系統(tǒng)、喇叭系統(tǒng)紫V收音機、點煙器、電鐘等輔助系統(tǒng)灰Gr各種輔助電氣設(shè)備的電動機及操縱系統(tǒng)黑B搭鐵線第四頁，共五十六頁。有些電路圖中，低壓導(dǎo)線上標注有符號。符號由兩部分組成：第一部分是數(shù)字，表示導(dǎo)線的截面積（mm）；第二部分是英文字母，表示導(dǎo)線的主色和輔助色（即呈軸向條紋狀或螺旋狀的顏色，圖10-1）。如1.5RB表示截面積為1.5mm、帶有黑色條紋的紅色低壓導(dǎo)線。22圖10-1汽車電路導(dǎo)線的主色和輔助色

第五頁，共五十六頁。為了使汽車上繁多的低壓線整齊美觀、不凌亂，接線安裝方便以及保護絕緣層，將同方向的低壓線用塑料帶或用棉紗編織帶包扎成束，稱為線束（圖10-2和圖10-3）。圖10-2用塑料帶包扎的線束第六頁，共五十六頁。圖10-3用棉紗編織帶包扎的線束第七頁，共五十六頁。汽車線束第八頁，共五十六頁。汽車線束第九頁，共五十六頁。圖10-4線束在車上的布置示意圖第十頁，共五十六頁。為了提高接線速度，減少接線錯誤，越來越多的汽車在低壓電路中采用插接器（圖10-5）。插接器由插頭和插座兩部分組成，按使用場合的實際需要，其形狀不同、腳數(shù)多少不等，顏色也有區(qū)別。圖10-5插接器第十一頁，共五十六頁。圖10-6拔開插接器的方法圖10-7取出插接器端子的方法第十二頁，共五十六頁。2.高壓線目前，在汽車上使用兩種高壓電線，一種是汽油發(fā)動機汽車點火系統(tǒng)所用的點火高壓線，另外一種是HID汽車氙氣燈專用高壓電線。1）點火高壓線在汽車點火線圈至火花塞之間的電路使用的點火高壓線，簡稱高壓線。高壓線用來傳送高電壓，其工作電壓一般在15kV以上，但通過的電流強度很小（毫安級），因此高壓導(dǎo)線的絕緣包層很厚，耐壓性能好，但線芯截面積很小。第十三頁，共五十六頁。高壓線有銅芯線和阻尼線等幾種。帶阻尼的高壓線可抑制和衰減點火系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻電磁波，降低對無線電設(shè)備及電控裝置的干擾。因此，高壓阻尼點火線在汽車點火系統(tǒng)中已廣泛使用。高壓阻尼點火線的制造方法和結(jié)構(gòu)有多種，常用的有金屬阻絲式和塑料芯導(dǎo)線式。金屬阻絲式又有金屬阻絲線芯式和金屬阻絲線繞電阻式兩種。金屬阻絲線芯式是由金屬電阻絲束繞在絕緣線束上，外包絕緣體制成阻尼線；金屬絲線繞電阻式是由電阻絲繞在耐高溫的絕緣體上制成電阻，再與不同型式的絕緣套構(gòu)成。塑料芯導(dǎo)線式是用塑料和橡膠等材料制成直徑為2mm的電阻線芯，在其外面緊緊地編織著玻璃纖維，最外面再包上高壓PVC塑料或橡膠等絕緣體。這種結(jié)構(gòu)型式，制造過程易于自動化，成本低且可制成高阻值線芯，應(yīng)用越來越廣泛。不同車型采用的阻尼高壓線的阻值不相同，在檢修或更換高壓線時要注意測量。第十四頁，共五十六頁。2）HID汽車氙氣燈專用線HID汽車氙氣燈專用電線（圖10-8）采用硅橡膠絕緣（絕緣電阻為200GΩ×cm），高壓線標稱截面積：0.59mm，外護套采用TPE材料。汽車氙氣燈專用線非常柔軟，工作環(huán)境溫度范圍很寬（-60℃~+105℃），可耐23kV高電壓。2

a）實物圖b）橫斷面結(jié)構(gòu)圖10-8汽車氙氣燈專用線10.1.2開關(guān)為了方便、有效地控制各用電設(shè)備的工作，汽車電路中安裝了許多開關(guān)（switch）。有些開關(guān)只控制一種用電設(shè)備，功能單一，結(jié)構(gòu)和接線比較簡單；有些開關(guān)則控制多種第十五頁，共五十六頁。用電設(shè)備，功能多，結(jié)構(gòu)和接線比較復(fù)雜，如點火開關(guān)、燈光開關(guān)及組合開關(guān)等。按操縱方式不同，汽車開關(guān)有旋轉(zhuǎn)式、推拉式、頂桿式、扳柄式、翹板式及組合式等。1.旋轉(zhuǎn)式開關(guān)旋轉(zhuǎn)式開關(guān)主要用做暖風機開關(guān)和點火開關(guān)以及收音機電源、音量開關(guān)等。1）暖風機開關(guān)第十六頁，共五十六頁。2）點火開關(guān)點火開關(guān)是一個復(fù)合開關(guān)，需用鑰匙對其進行操縱。一般都具有自動復(fù)位的起動擋位并配有鑰匙以備停車時鎖住，因此又稱為鑰匙開關(guān)。圖10-10點火開關(guān)點火開關(guān)除控制點火電路外，通常還控制儀表電路、發(fā)電機勵磁電路、起動繼電器電路及一些輔助電器電路等。第十七頁，共五十六頁。圖10-11點火開關(guān)原理圖點火開關(guān)原理圖右側(cè)表示此開關(guān)為旋轉(zhuǎn)式3擋鑰匙開關(guān)。虛線中間下三角及數(shù)字表示開關(guān)在0、Ⅰ、Ⅱ位可以定位，Ⅲ位不能定位（開關(guān)旋轉(zhuǎn)至Ⅲ位松開時自動回到Ⅱ位）。原理圖左側(cè)表示開關(guān)在0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位時的通斷功能。第十八頁，共五十六頁。圖10-12點火開關(guān)擋位圖1號（BAT，取英文蓄電池Battery的字頭）為電源接線柱，與蓄電池正極和發(fā)電機電樞接線柱相連；2號（IG，取英文點火Ignition的字頭）為點火接線柱，連接點火電路、儀表電路及發(fā)電機勵磁電路等；3號（ACC，取英文輔助設(shè)備Accessory的字頭）為輔助電器接線柱，連接收放機、點煙器等輔助電器；4號（ST，取英文起動Start的字頭）為起動接線柱，連接起動電路。第十九頁，共五十六頁。圖10-12點火開關(guān)擋位圖三個擋位分別是：Ⅰ擋為正常點火擋（進口汽車也標為ON），Ⅱ擋為起動擋（進口汽車也標為ST，自動復(fù)位），Ⅲ擋（進口汽車也標為ACC，在0位時逆時針轉(zhuǎn)）為輔助電器擋。一些進口汽車和國內(nèi)生產(chǎn)的轎車其點火開關(guān)通常還設(shè)有轉(zhuǎn)向盤鎖止（LOCK）擋，當點火開關(guān)轉(zhuǎn)至LOCK擋時，轉(zhuǎn)向盤被鎖止。這些點火開關(guān)各擋的位置通常是按LOCK、OFF、ACC、ON、ST（順時針旋轉(zhuǎn)）的順序排列。第二十頁，共五十六頁。為了提高點火開關(guān)的工作性能，有些點火開關(guān)具有4個以上的接線柱，設(shè)置減荷繼電器控制接線柱或有多個電源接線柱等。大多數(shù)汽車的點火開關(guān)安裝在轉(zhuǎn)向柱管上（圖10-13和圖10-14），以便停車時鎖止轉(zhuǎn)向盤。

圖10-13別克君越點火開關(guān)（2008款）圖10-14豐田花冠EX點火開關(guān)第二十一頁，共五十六頁。近年來，有很多汽車采用按鈕式點火開關(guān)，并將其安裝在儀表板臺板上（圖10-15和圖10-16）。將鑰匙插入點火開關(guān)后，輕按一下按鈕即可接通汽車電源，稍長時間按下按鈕則可起動發(fā)動機，再按一下按鈕即可熄火。圖10-15一汽邁騰轎車點火開關(guān)圖10-16寶馬3系第五代轎車點火開關(guān)第二十二頁，共五十六頁。豐田佳美點火開關(guān)第二十三頁，共五十六頁。2.推拉式開關(guān)在載貨汽車上常采用推拉式開關(guān)控制燈光和刮水器。主要由手柄、拉桿、絕緣的滑塊、接觸片、外殼、鎖止裝置等組成。圖10-17推拉式開關(guān)第二十四頁，共五十六頁。燈光開關(guān)主要用來控制前照燈、儀表燈、牌照燈等照明燈和示廓燈等。燈光開關(guān)一般具有三個擋位：“0”擋是斷開位置；“Ⅰ”擋是小燈位置，為儀表燈、牌照燈等照明燈和示廓燈提供電源；“Ⅱ”擋是前照燈位置，為前照燈、儀表燈、牌照燈等照明燈和示廓燈等提供電源。有的燈光開關(guān)在斷開位置時還可以旋轉(zhuǎn)，以控制停車示廓燈。推拉式燈光開關(guān)有的還帶有保護裝置，如雙金屬片電路斷電器或玻璃管熔斷器；有的還帶有儀表燈亮度調(diào)節(jié)電位器，駕駛員可以調(diào)節(jié)儀表燈亮度。第二十五頁，共五十六頁。3.頂桿式開關(guān)頂桿式開關(guān)憑借作用于頂桿上的外力和內(nèi)部的彈簧力改變控制觸點的閉合和斷開，主要用作門燈開關(guān)、機械式制動燈開關(guān)、倒車燈開關(guān)等。圖10-18頂桿式開關(guān)第二十六頁，共五十六頁。4.扳柄式開關(guān)扳柄式開關(guān)常用作轉(zhuǎn)向燈開關(guān)和頂燈開關(guān)。5.翹板式開關(guān)翹板式開關(guān)常用作頂燈開關(guān)、霧燈開關(guān)、危險信號燈開關(guān)等，一般帶有指示板照明燈，指示板上有表示用途的圖形符號。圖10-19扳柄式開關(guān)

圖10-20翹板式開關(guān)第二十七頁，共五十六頁。6.組合式開關(guān)為了操作方便，保證行車安全，現(xiàn)在大多數(shù)汽車都將轉(zhuǎn)向燈開關(guān)、小燈與大燈開關(guān)、變光開關(guān)、刮水器開關(guān)、洗滌噴水開關(guān)、喇叭按鈕（或其中部分開關(guān)）等組裝在一個組合體內(nèi)，稱之為組合式開關(guān)。圖10-21JK322A型組合開關(guān)前后方向工作狀態(tài)第二十八頁，共五十六頁。圖10-21JK322A型組合開關(guān)上下方向工作狀態(tài)

第二十九頁，共五十六頁。圖10-22JK322A型組合開關(guān)工作擋位第三十頁，共五十六頁。10.1.3保護裝置汽車上常用的保護裝置有熔斷器、易熔線和雙金屬電路斷電器三種。1.熔斷器熔斷器（fuse，也稱保險絲、保險片或熔絲）主要用于短路保護，其材料多采用鉛錫合金。熔斷器一般用在負荷不大的電路中，當電路發(fā)生短路故障或在電路中電流過載一倍的情況下，可在數(shù)秒內(nèi)迅速熔斷，自動切斷電路，實施保護。第三十一頁，共五十六頁。熔斷器按結(jié)構(gòu)形式分有金屬絲式（纏絲式）、熔管式、絕緣式、插片式、平板式等多種形式，如圖10-24所示。圖10-24常見熔斷器外形表10-3各種熔斷器的額定電流規(guī)格額定電流（A）熔管式、插片式熔斷器2、3、5、7.5、10、15、20、25、30金屬絲式熔斷器7.5、10、15、20、25、30平板式熔斷器40、60、120第三十二頁，共五十六頁。為便于檢查和更換熔斷器，常將汽車上各電路的熔斷器集中安裝在一起，形成熔斷器盒。同時，在熔斷器盒蓋上注明各熔斷器的名稱、額定電流和位置，并且用不同的顏色來區(qū)別熔斷器的容量。圖10-25熔斷器盒第三十三頁，共五十六頁。圖10-26一汽大眾寶來轎車熔斷器盒

第三十四頁，共五十六頁。圖10-27別克凱越轎車熔斷器盒

第三十五頁，共五十六頁。2.易熔線易熔線（fusiblelink）主要用于電路過載保護。易熔線是一種截面積一定，能長時間通過較大電流的合金導(dǎo)線。當電流超過易熔線額定電流數(shù)倍時，易熔線首先熔斷，以確保電路和用電設(shè)備免遭損壞。圖10-28易熔線實物照片第三十六頁，共五十六頁。易熔線的絕緣護套有棕、綠、紅、黑等不同顏色，以表示其不同規(guī)格，見表10-4。表10-4易熔線的規(guī)格顏色尺寸/mm構(gòu)成1m長的電阻值/Ω允許連續(xù)通過的電流/A5s內(nèi)熔斷時的電流/A棕色0.3ф0.32×5股0.047513約150綠色0.5ф0.32×7股0.032520約200紅色0.85ф0.32×11股0.020525約250黑色1.25ф0.50×7股0.014133約300第三十七頁，共五十六頁。易熔線比常見導(dǎo)線柔軟，長度一般為50~200mm，主要用于保護電源電路和大電流電路，因此通常接在蓄電池正極端或集中安裝在中央接線盒內(nèi)。易熔線不得捆扎在線束內(nèi)，也不得被車內(nèi)其他部件包裹。圖10-29接在蓄電池正極端的易熔線第三十八頁，共五十六頁。3.雙金屬電路斷路器雙金屬電路斷路器（bimetalliccircuitbreaker）是利用雙金屬片受熱彎曲變形的特點工作的。雙金屬片用兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬材料制成，當負載電流超過限定值時雙金屬片受熱變形，使觸點分開，切斷電路。雙金屬電路斷路器按其能否自動復(fù)位分為一次作用式和多次作用式兩種。圖10-30一次作用式雙金屬電路斷電器

圖10-31多次作用式電路斷電器第三十九頁，共五十六頁。10.1.4繼電器汽車上的繼電器（relay）可分為專用繼電器和一般繼電器兩大類。專用繼電器在開關(guān)接通后能自動控制電路通斷轉(zhuǎn)換，以實現(xiàn)特定功能，如閃光繼電器、刮水間歇繼電器等。一般繼電器在開關(guān)接通后使電路始終處于接通或斷開狀態(tài)，以減小開關(guān)的負荷，保護開關(guān)，以實現(xiàn)以小（電流）控大（電流），以弱控強。常用的繼電器有前照燈繼電器、喇叭繼電器、起動繼電器、預(yù)熱繼電器、卸荷繼電器等。一般繼電器由電磁鐵、觸點、外殼和接線端子或引腳等組成；為了減小繼電器線圈斷電時產(chǎn)生的自感電動勢，保護開關(guān)和電子元件，有些繼電器線圈兩端還并聯(lián)電阻或續(xù)流二極管。一般汽車繼電器按外形分為圓形、方形和長方形三種；按引腳數(shù)目分為三腳、四腳、五腳等多種。第四十頁，共五十六頁。圖10-32起動繼電器圖10-33預(yù)熱繼電器第四十一頁，共五十六頁。一般繼電器由電磁鐵、觸點、外殼和接線端子或引腳等組成；為了減小繼電器線圈斷電時產(chǎn)生的自感電動勢，保護開關(guān)和電子元件，有些繼電器線圈兩端還并聯(lián)電阻或續(xù)流二極管。第四十二頁，共五十六頁。第四十三頁，共五十六頁。按觸點不工作時的狀態(tài)不同，汽車繼電器可分為以下三類。第一類繼電器平時（常態(tài)下）觸點是斷開的，繼電器動作后觸點才接通，稱為動合型繼電器；第二類繼電器平時（常態(tài)下）觸點是閉合的，繼電器動作后觸點斷開，稱為動斷型繼電器；第三類繼電器平時（常態(tài)下）動斷觸點接通，動合觸點斷開，如果繼電器線圈通電，則變成相反狀態(tài)。這類繼電器亦稱開閉混合型繼電器。為方便使用和接線，在繼電器的外殼上都有簡明扼要的接線圖，如圖10-36和圖10-37所示。第四十四頁，共五十六頁。圖10-37繼電器接線圖及接腳繼電器標稱電壓有12Ⅴ和24V兩種，線圈電阻一般分別為65～85Ω和200～300Ω。不同標稱電壓和電流的繼電器不能換用。第四十五頁，共五十六頁。10.1.5中央接線盒圖10-38福特蒙迪歐轎車中央接線盒第四十六頁，共五十六頁。10.2汽車電路的識圖10.2.1汽車電器裝置的圖形、文字符號1.電器裝置的圖形符號

圖形符號是汽車電氣技術(shù)領(lǐng)域中最基本的工程語言。常用的圖形符號見表10-6。圖形符號分為基本符號、一般符號和明細符號三種。（1）基本符號不能單獨使用，不表示獨立的電器元件，只說明電路的某些特征。如：“—”表示直流，“～”表示交流，“+”表示電源的正極，“—”表示電源的負極，“N”表示中性點（線）。（2）一般符號是用以表示一類產(chǎn)品和此類產(chǎn)品特征的一種簡單符號。如：是表示指示儀表的一般符號，是表示傳感器的一般符號。第四十七頁，共五十六頁。一般符號廣義上代表各類元器件，另外，也可以表示沒有附加信息或功能的具體元件，如一般電阻、電容等。（3）明細符號表示某一種具體的電器元件。它是由基本符號、一般符號、物理量符號、文字符號等組合派生出來的。如：是指示儀表的一般符號，當要表示電流、電壓的種類和特點時，將“*”處換成“A”、“V”，就成為明細符號。表示電流表，表示電壓表。2.電器裝置的文字符號文字符號是由電氣設(shè)備、裝置和元器件的種類（名稱）字母代碼和功能（與狀態(tài)、特征）字母代碼組成的，用于表明電氣設(shè)備、裝置和元器件的名稱、功能、狀態(tài)和特征。此外，還可與基本圖形符號和一般圖形符號組合使用，以派生新的圖形符號。第四十八頁，共五十六頁。10.2.2汽車電路的表達方法汽車電路的表達方法有接線圖、線束圖和原理圖三種。1.接線圖接線圖（亦稱線路圖）是傳統(tǒng)的汽車電路表達方法。接線圖是依據(jù)汽車電器元件在汽車上的實際位置，用導(dǎo)線從電源到開關(guān)至搭鐵一一連接起來構(gòu)成的電路圖。2.線束圖線束圖是主要表達汽車線束各用電器連接部位、接線柱標記、線頭、插接器形狀及位置等信息的汽車電路圖。3.原理圖電路原理圖是電路圖的簡化，按規(guī)定的圖形符號，把儀表及各種電氣設(shè)備，按電路原理，由上到下合理地連接起來，然后再進行橫向排列形成的電路圖。第四十九頁，共五十六頁。10.2.3汽車電路接線的一般規(guī)律1.汽車整車電路的接線規(guī)律2.電源系統(tǒng)接線規(guī)律3.起動系統(tǒng)接線規(guī)律4.點火系統(tǒng)接線規(guī)律5.照明系統(tǒng)的接線規(guī)律6.儀表報警系統(tǒng)接線規(guī)律7.信號系統(tǒng)接線規(guī)律8.接線注意事項第五十頁，共五十六頁。10.2.4汽車電路識圖方法1.善于化整為零2.認真閱讀圖注3.熟悉電器元件及配線4.注意開關(guān)的作用5.了解繼電器的工作狀態(tài)6.牢記回路原則第五十一頁，共五十六頁。10.3典型汽車電路分析10.3.1汽車整車電路的全面分析10.3.2汽車各個系統(tǒng)的電路分析1.電源電路2.發(fā)動機點火系統(tǒng)、儀表及起動電路3.燈光電路4.喇叭與冷卻風扇電路5.空調(diào)系統(tǒng)電路整車電氣系統(tǒng)主電源分三路：A路是與蓄電池直接相連，平時一直有電的12V電源線，即在停車或發(fā)動機熄火狀態(tài)下均有電，電器圖上編號為30。B路電源是在點火開關(guān)D處于1擋或2擋時，第四擲開關(guān)將B路電源接通，它主要向小功率用電設(shè)各供電，電器圖上編號為15。C路電源是在點火開關(guān)D處于1擋時，第三擲開關(guān)接通中間繼電器K59，由A