第10章汽車電路分析--汽車電氣設(shè)備第2版凌永成-電子課件

1、汽車電氣設(shè)備,沈陽大學(xué) 凌永成,配 套 教 材 信 息,教材名稱：汽車電氣設(shè)備（第2版） 教材主編：凌永成 教材定價(jià)：38RMB 出版社：北京大學(xué)出版社 出版時(shí)間/版次：2010年3月第2版 國際標(biāo)準(zhǔn)書號(hào)（ISBN ）： 978-7-301-16916-2 教材所屬系列： 21世紀(jì)全國高等院校汽車類 創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材,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(dòng)系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、照明信號(hào)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(hù)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

2、，也是由電源、負(fù)載（用電設(shè)備）、導(dǎo)線、開關(guān)、保護(hù)裝置等組成的，但有其自身的特點(diǎn)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（electric wire）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(dòng)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。,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(jī)械強(qiáng)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,連接蓄電池與起動(dòng)機(jī)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0.10

3、.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(hào)和用途見表10-2。,表10-2低壓導(dǎo)線的主色、代號(hào)和用途,有些電路圖中，低壓導(dǎo)線上標(biāo)注有符號(hào)。符號(hào)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1.5 RB表示截面積為1.5 mm 、帶有黑色條紋的紅色低壓導(dǎo)線。,2,2,圖10-1 汽車電路導(dǎo)線的主色和輔助色,為了使汽車上繁多的低壓線整齊美觀

4、、不凌亂，接線安裝方便以及保護(hù)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,圖10-3 用棉紗編織帶包扎的線束,汽車線束,汽車線束,圖10-4 線束在車上的布置示意圖,為了提高接線速度，減少接線錯(cuò)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(shí)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,圖10-6 拔開插接器的方法,圖10-7 取出插接器端子的方法,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(dòng)機(jī)汽車點(diǎn)火系統(tǒng)所用的點(diǎn)火高壓線，

5、另外一種是HID汽車氙氣燈專用高壓電線。,1）點(diǎn)火高壓線,在汽車點(diǎn)火線圈至火花塞之間的電路使用的點(diǎn)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15 kV以上，但通過的電流強(qiáng)度很?。ê涟布墸?，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。,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(diǎn)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(diǎn)火線在汽車點(diǎn)火系統(tǒng)中已廣泛使用。,高壓阻尼點(diǎn)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

6、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2 mm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(dòng)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(shí)要注意測量。,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200 Gcm），高壓線標(biāo)稱截面積：0.59mm ，外護(hù)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

7、圍很寬（-60+105），可耐23kV高電壓。,2,a）實(shí)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,用電設(shè)備，功能多，結(jié)構(gòu)和接線比較復(fù)雜，如點(diǎn)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(fēng)機(jī)開關(guān)和點(diǎn)火開關(guān)以及收音機(jī)電源、音量開關(guān)等。,1）暖風(fēng)機(jī)開關(guān),2）點(diǎn)火開關(guān),點(diǎn)火開關(guān)是一個(gè)復(fù)合開關(guān)，需用鑰匙對其進(jìn)行操縱。一般

8、都具有自動(dòng)復(fù)位的起動(dòng)擋位并配有鑰匙以備停車時(shí)鎖住，因此又稱為鑰匙開關(guān)。,圖10-10 點(diǎn)火開關(guān),點(diǎn)火開關(guān)除控制點(diǎn)火電路外，通常還控制儀表電路、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路、起動(dòng)繼電器電路及一些輔助電器電路等。,圖10-11 點(diǎn)火開關(guān)原理圖,點(diǎn)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、位可以定位，位不能定位（開關(guān)旋轉(zhuǎn)至位松開時(shí)自動(dòng)回到位）。原理圖左側(cè)表示開關(guān)在0、 、位時(shí)的通斷功能。,圖10-12 點(diǎn)火開關(guān)擋位圖,1號(hào)（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(jī)電樞接線柱相連； 2號(hào)（IG，取英文點(diǎn)火Ignition的字頭）為點(diǎn)火接線柱

9、，連接點(diǎn)火電路、儀表電路及發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路等； 3號(hào)（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(jī)、點(diǎn)煙器等輔助電器； 4號(hào)（ST，取英文起動(dòng)Start的字頭）為起動(dòng)接線柱，連接起動(dòng)電路。,圖10-12 點(diǎn)火開關(guān)擋位圖,三個(gè)擋位分別是： 擋為正常點(diǎn)火擋（進(jìn)口汽車也標(biāo)為ON）， 擋為起動(dòng)擋（進(jìn)口汽車也標(biāo)為ST，自動(dòng)復(fù)位）， 擋（進(jìn)口汽車也標(biāo)為ACC，在0位時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)）為輔助電器擋。,一些進(jìn)口汽車和國內(nèi)生產(chǎn)的轎車其點(diǎn)火開關(guān)通常還設(shè)有轉(zhuǎn)向盤鎖止（LOCK）擋，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)至LOCK擋時(shí)，轉(zhuǎn)向盤被鎖止。這些點(diǎn)火開關(guān)各擋的位置通常是按LOCK、OFF、ACC、ON、ST（順

10、時(shí)針旋轉(zhuǎn)）的順序排列。,為了提高點(diǎn)火開關(guān)的工作性能，有些點(diǎn)火開關(guān)具有4個(gè)以上的接線柱，設(shè)置減荷繼電器控制接線柱或有多個(gè)電源接線柱等。,大多數(shù)汽車的點(diǎn)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(shí)鎖止轉(zhuǎn)向盤。,圖10-13別克君越點(diǎn)火開關(guān)（2008款）,圖10-14豐田花冠EX點(diǎn)火開關(guān),近年來，有很多汽車采用按鈕式點(diǎn)火開關(guān)，并將其安裝在儀表板臺(tái)板上（圖10-15和圖10-16）。將鑰匙插入點(diǎn)火開關(guān)后，輕按一下按鈕即可接通汽車電源，稍長時(shí)間按下按鈕則可起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，再按一下按鈕即可熄火。,圖10-15 一汽邁騰轎車點(diǎn)火開關(guān),圖10-16 寶馬3系第五代轎車點(diǎn)火開關(guān),豐田佳美點(diǎn)火開關(guān)

11、,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),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(gè)擋位： “0”擋是斷開位置； “”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； “”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(shí)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(hù)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。,3.頂桿式開

12、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(diǎn)的閉合和斷開，主要用作門燈開關(guān)、機(jī)械式制動(dòng)燈開關(guān)、倒車燈開關(guān)等。,圖10-18 頂桿式開關(guān),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(xiǎn)信號(hào)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(hào)。,圖10-19 扳柄式開關(guān),圖10-20 翹板式開關(guān),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(gè)組合體內(nèi)，稱之為組合式開關(guān)。,圖10-21 JK3

13、22A型組合開關(guān)前后方向工作狀態(tài),圖10-21 JK322A型組合開關(guān)上下方向工作狀態(tài),圖10-22 JK322A型組合開關(guān)工作擋位,10.1.3 保護(hù)裝置,汽車上常用的保護(hù)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(xiǎn)絲、保險(xiǎn)片或熔絲）主要用于短路保護(hù)，其材料多采用鉛錫合金。熔斷器一般用在負(fù)荷不大的電路中，當(dāng)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(dòng)切斷電路，實(shí)施保護(hù)。,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

14、的額定電流,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(shí)，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,圖10-26一汽大眾寶來轎車熔斷器盒,圖10-27 別克凱越轎車熔斷器盒,2.易熔線,易熔線（fusible link）主要用于電路過載保護(hù)。易熔線是一種截面積一定，能長時(shí)間通過較大電流的合金導(dǎo)線。當(dāng)電流超過易熔線額定電流數(shù)倍時(shí)，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(shí)物照片,易熔線的絕緣護(hù)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-

15、4 易熔線的規(guī)格,易熔線比常見導(dǎo)線柔軟，長度一般為50200 mm，主要用于保護(hù)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,3.雙金屬電路斷路器,雙金屬電路斷路器（bimetallic circuit breaker）是利用雙金屬片受熱彎曲變形的特點(diǎn)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(dāng)負(fù)載電流超過限定值時(shí)雙金屬片受熱變形，使觸點(diǎn)分開，切斷電路。雙金屬電路斷路器按其能否自動(dòng)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-

16、31 多次作用式電路斷電器,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(dòng)控制電路通斷轉(zhuǎn)換，以實(shí)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(fù)荷，保護(hù)開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)以小（電流）控大（電流），以弱控強(qiáng)。常用的繼電器有前照燈繼電器、喇叭繼電器、起動(dòng)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(diǎn)、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(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢，保護(hù)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?yán)^電器按外形分為圓形、

17、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。,圖10-32起動(dòng)繼電器,圖10-33 預(yù)熱繼電器,一般繼電器由電磁鐵、觸點(diǎn)、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(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢，保護(hù)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。,按觸點(diǎn)不工作時(shí)的狀態(tài)不同，汽車?yán)^電器可分為以下三類。 第一類繼電器平時(shí)（常態(tài)下）觸點(diǎn)是斷開的，繼電器動(dòng)作后觸點(diǎn)才接通，稱為動(dòng)合型繼電器； 第二類繼電器平時(shí)（常態(tài)下）觸點(diǎn)是閉合的，繼電器動(dòng)作后觸點(diǎn)斷開，稱為動(dòng)斷型繼電器； 第三類繼電器平時(shí)（常態(tài)下）動(dòng)斷觸點(diǎn)接通，動(dòng)合觸點(diǎn)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

18、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。,圖10-37 繼電器接線圖及接腳,繼電器標(biāo)稱電壓有12和24V兩種，線圈電阻一般分別為6585和200300。不同標(biāo)稱電壓和電流的繼電器不能換用。,10.1.5中央接線盒,圖10-38 福特蒙迪歐轎車中央接線盒,10.2 汽車電路的識(shí)圖,10.2.1汽車電器裝置的圖形、文字符號(hào),1.電器裝置的圖形符號(hào),圖形符號(hào)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(hào)見表10-6。,圖形符號(hào)分為基本符號(hào)、一般符號(hào)和明細(xì)符號(hào)三種。,（1）基本符號(hào)不能單獨(dú)使用，不表示獨(dú)立的電器元件，只說明電路的某些特

19、征。如：“”表示直流，“”表示交流，“+”表示電源的正極，“”表示電源的負(fù)極，“N”表示中性點(diǎn)（線）。,（2）一般符號(hào)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(hào)。如： 是表示指示儀表的一般符號(hào)， 是表示傳感器的一般符號(hào)。,一般符號(hào)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(xì)符號(hào)表示某一種具體的電器元件。它是由基本符號(hào)、一般符號(hào)、物理量符號(hào)、文字符號(hào)等組合派生出來的。如： 是指示儀表的一般符號(hào)，當(dāng)要表示電流、電壓的種類和特點(diǎn)時(shí)，將“*”處換成“A”、“V”，就成為明細(xì)符號(hào)。 表示電流表， 表示電壓表。,2. 電器裝置的文字符號(hào),文字符號(hào)

20、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(hào)和一般圖形符號(hào)組合使用，以派生新的圖形符號(hào)。,10.2.2汽車電路的表達(dá)方法,汽車電路的表達(dá)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(dá)方法。接線圖是依據(jù)汽車電器元件在汽車上的實(shí)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(dá)汽車線束各用電器連接部位、接線柱標(biāo)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

21、規(guī)定的圖形符號(hào)，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(jìn)行橫向排列形成的電路圖。,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(dòng)系統(tǒng)接線規(guī)律 4.點(diǎn)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(bào)警系統(tǒng)接線規(guī)律 7.信號(hào)系統(tǒng)接線規(guī)律 8.接線注意事項(xiàng),10.2.4 汽車電路識(shí)圖方法,1.善于化整為零 2.認(rèn)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,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(gè)系統(tǒng)的電路分析,1. 電源電路 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)、儀表及