1汽车电气 1.docx
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1汽车电气1
汽车电气基础
汽车电气基础的认知
（一）汽车电气的组成与特点
汽车电气设备是汽车的重要组成部分，其工作性能的优劣直接影响汽车的动力性、经济性、安全性、可靠性、舒适性和排气净化等。
汽车的种类繁多,但电器系统的组成和设计都遵循一定的规律。
1、汽车电气的组成
（1）电源系统
电源系统包括蓄电池、发电机。
发电机是汽车上的主要电源，蓄电池是辅助电源。
当发电机工作时，由发电机向全车用电设备供电，同时给蓄电池充电。
蓄电池的作用是起动发动机时向起动机供电，同时当发电机不工作时向用电设备供电。
（2）起动系统
起动系统包括起动机、起动继电器、点火开关及起动保护装置组成，其作用是带动飞轮旋转使发动机曲轴达到必要的起动转速让发动机着车。
（3）点火系统
点火系统（汽油机）包括点火线圈、点火控制器、点火开关、火花塞等组成，其作用是将低压电转化为高压电，实时的让火花塞点燃气缸内的可燃混合气。
（4）照明和信号系统
照明装置包括车内外各种照明灯，有前大灯、雾灯、示宽灯等组成，其作用是确保车辆内外一定范围内合适的亮度；信号装置包括电喇叭、转向灯、倒车灯、制动灯等，其作用是告示行人、车辆引起注意，提供安全行车所必需的信号。
（5）仪表和报警系统
仪表包括发动机转速表、车速里程表、燃油表、水温表、电压表、机油压力表等；报警系统包括各种报警指示灯及控制器。
其作用是显示汽车运行参数及交通信息，报警运行性机械故障，确保行车、停车的安全、可靠。
（6）辅助电器系统
辅助电器系统包括电动刮水器、风窗洗涤器、空调、中控门锁、电动车窗和电动座椅等。
其作用是提高车辆安全性、舒适性、经济性。
（7）电子控制装置
电子控制装置由电子控制燃油喷射装置、巡航控制系统、自动变速器和防抱死制动装置等组成。
2、汽车电气的特点
汽车的种类很多，各种汽车电器设备的数量不等，其安装位置、接线方法等也各有差异,但不论进口汽车还是国产汽车，也不论是大车还是小车，其电器电路的设计一般都遵循一定的规律。
知道了这些特点，对我们了解汽车电器有很大的帮助。
（1）单线制
单线制，就是利用汽车发动机、底盘、车身等金属机件作为各种电器设备的共用连线（俗称搭铁），而用电设各到电源只需另设一根导线。
任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发，经导线流入用电设备后，由搭铁的负极通过金属车架流回电源负极而成回路。
采用单线制不仅可以节省材料（铜导线），使电路简化，而且也便于安装、检修，同时也使故障率大大降低。
（2）电源负极搭铁
负极搭铁，就是将蓄电池的负极用蓄电池搭铁线连接到发动机或底盘等金属体上。
我国标准中规定发电机、蓄电池必须以负极搭铁。
目前世界各国生产的汽车也大多采用负极搭铁方式。
采用负极搭铁方式的好处是，由于电化学的作用，不仅使汽车车架和车身均不易锈蚀，而且汽车电器对无线电设备（例如汽车音响、通信系统等）的干扰也较电源正极搭铁方式小。
（3）两个电源
两个电源，是指蓄电池和发电机。
前者在发动机未运转时可以向有关用电设备供电，后者在发动机运转到一定转速后取代蓄电池向有关用电设备供电，同时也对蓄电池进行充电。
两者互补可以有效地使用电设备在不同的情况下都能正常地工作，同时也延长了蓄电池的供电时间。
（4）用电设备并联
用电设备并联，是指汽车上的各种用电设备都采用并联方式与电源连接，每个用电设备都由各自串联在其支路中的专用开关控制，互不产生干扰。
（5）低压直流供电
为了简化结构和保证安全，汽车电器设备采用低压直流（DC）供电。
柴油车大多采用低压24VDC供电（有两个12V蓄电池串联供电），汽油车大都采用12VDC电压供电。
汽车运行中的电压，一般12V系统的为14V，24V系统为28V。
（6）安装有保险装置
为了防止电路或元仵因搭铁或短路而烧坏电线束和用电设备,各种类型的汽车上均安装有保险装置。
这些保险装置有的串接在元器件（或零部件）回路中，也有的串接在支路中。
（7）大电流开关通常加中间继电器
汽车中大电流的用电器如起动机、电喇叭等工作时的电流很大（例如汽油机车起动机的电流一般约100—200A），如果直接用开关控制它们的工作状态，往往会使控制开关过早损坏。
因此，控制大电流用电设备的开关常采用加装中间继电器的方法，即采用控制继电器线圈的小电流，由继电器闭合后的触点为用电设备提供大电流。
（8）具有充放电指示
汽车上蓄电池的充电、放电情况工般由电压指示,也有用指示灯指示。
对于前者,当蓄电池向外供电、发电机向蓄电池充电时，都可从电压表上指示出来。
对于后者，发动机未启动或低速运转时点亮，一旦发动机运转带动发电机转速超过1000r/血n以上时,充电指示灯熄灭,以示处于充电状态。
（9）汽车电路上有颜色和编号特征
随着汽车用电设备的增加，导线数目也在不断增多，为便于识别和检修汽车电器设备，电路中的低压线通常由不同的颜色组成，并在汽车电器线路图上用颜色的字母代号标注出。
（二）汽车电气基础元件
1、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、易熔线和断路器。
（1）熔断器和易熔线符号如图1-1所示
图1-1熔断器和易熔线
（2）熔断器（保险丝）
熔断器在电路中起保护作用。
当电路中流过超过规定的电流时,熔断器的熔丝自身发热而熔断断，切断电路，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。
熔断器一般安装在仪表盘附近或发动机罩下面的熔断器盒内，常与继电器组装在一起，构成全车电路的中央接线盒。
熔断器外观与熔值标注如图1-2所示
一般情况下，环境温度在18～32℃时，流过熔断器的电流为额定电流的1.1倍时.熔丝不熔断；达到1.35倍时，熔丝在60s内熔断；达到1.5倍时，20A以内的熔丝在15s以内熔断,30A的熔丝在30s以内熔断。
图1-2熔断器
熔断器在使用中应注意以下几点：
1）熔断器熔断后，必须真正找到故障原因，彻底排除故障。
2）更换熔断器时，一定要与原规格相同。
3）熔断器支架与熔断器接触不良会产生电压降和发热现象，安装时要保证良好接触。
（3）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。
如图1-3所示
图1-3易熔线
1-易熔线2-蓄电池正极
易熔线在使用中应注意以下几点：
1）绝对不允许换用比规定容量大的易熔线。
2）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。
3）不能和其他导线绞合在一起。
（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
一般情况下,汽车上使用的操纵开关的触点容量较小，不能直接控制工作电流较大的用电设备，常采用继电器来控制它的接通与断开。
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、中间继电器等。
如图1-5所示
图1-5继电器
汽车上的继电器有很多,常见的有三类：
常开继电器，常闭继电器和混合型继电器。
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。
如图1-6所示。
注：
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，如图1-7所示。
图1-6继电器常见类型
图1-7继电器的运用
3、开关
汽车上各种电器控制系统的工作均受控于开关，汽车电气开关有组合开关和单体开关，现代小汽车多采用组合开关，用于提高汽车的性能和乘坐舒适性，若采用较多的单体开关，汽车内部布置会很乱，因此，现代汽车将很多功能相近的控制系统的开关组合在一起，如灯光系统组合开关、音响组合开关、空调组合开关、司机位门组合开关等。
如图1-8a、1-8b所示。
图1-8a灯光系统组合开关图1-8b司机位门组合开关
开关在电路图中的表示方法有结构图表示法、表格表示法和图形符号表示法等。
以点火开关为例，介绍电路中开关的表示方法，见图1-9。
点火开的功能主要有锁住转向盘转轴（LOCK挡）、接通仪表指示灯（ON或IG挡）、起动发动机（ST或START挡）、给附件供电（ACC挡，主要是收放机、点烟器）及发动机预热（HEAT挡）。
其中，在起动挡、预热挡工作时消耗电流很大，开关不宜接通过久，所以这两个挡位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，其他各挡位均可自行定位。
图1-9开关的表示方法
4、插接器
插接器就是通常所说的插头与插座，用于线束与线束或导线与导线间的相互连接。
为了防止插接器在汽车行驶中脱开，所有的插接器均采用了闭锁装置。
如图1-10所示为几种常见的插接器。
要拆开插接器时，首先要解除闭锁（见图1-11），然后把插接器拉开，不允许在未解除闭锁的情况下用力拉导线，这样会损坏闭锁装置或导线。
有些插接器用钢丝扣锁止，取下钢丝扣后才能将插接器拔开。
在插接器端子有接触不良或断线故障时，可将插接器分解，用小一字型螺丝刀或专用工具从壳体中取出导线及端子进行修理或更换。
图1-11插接器的拆卸
5、导线
汽车电气系统的导线有低压线和高压线两种。
低压线又有普通线、起动电缆和控制电缆之分，高压线又有铜芯线和阻尼线之分。
（1）低压导线
1）导线的截面积普通低压导线为铜质多丝导线，导线的截面主要根据用电设备的电流进行选择。
但截面太小，机械强度差，易折断。
一般汽车电气导线截面不小于0.5mm2。
各种低压导线标称截面积允许的负载电流见表1—1。
表1—1低压导线标称截面积允许的负载电流值
导线标称截面积/mm2
1.0
1.5
2.5
3.0
4.0
6.0
10
13
允许电流值/A
11
14
20
22
25
35
50
60
汽车12V电器主要线路导线标称截面积选择的推荐值见表1—2
表1—212V电器主要线路导线标称截面积选择的推荐值
汽车类型
截面积（mm2）
用途
轿车
货车
挂车
0.5
后灯、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
4-6
电热塞
4-25
电源线
16-95
起动机电缆
2）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，双色线的主色见表1—3。
表1—3汽车电器各系统导线颜色代号
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
各种辅助电器及操纵系统
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
3）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，称为线束。
如图1-12所示。
图1-12汽车线束
线束安装与检修的注意事项：
①线束应用卡簧或绊钉固定，以免松动磨坏。
②线束不可拉得过紧，尤其在拐弯处，在绕过锐角或穿过金属孔时，应用橡皮或套管保护，否则容易磨坏线束而发生短路、搭铁，以至烧毁全车线束。
③连接电器时，应根据插接器的规格及导线或插接头的颜色，分别接于电器上并插接到位。
难以辨别时，一般可用试灯区分，而不要用刮火法。
（2）高压导线
高压导线使用于汽车点火线圈至火花塞之间的电路，高压导线分为普通铜芯高压导线和高压阻尼点火导线，带阻尼的高压导线可抑制和衰减点火系产生的高频电磁波，降低对电控装置和无线设备的干扰。
高压导线如图1—13所示。
图1—13高压导线
（三）汽车电气检测常用的工具和仪器
1、试灯
汽车电路的检测试灯有无源试灯和有源试灯两种。
（1）无源试灯
无源试灯就是在一段导线中连接一个12V灯泡，如图1-14所示，当试灯一端搭铁另一端接触到带电的导体时，灯泡就会点亮，如图1-15所示，它不能像电压表显示出被检电路点的电压，只能显示是否有电压。
警告：
不提倡用试灯检测计算机控制的电路，容易烧坏电脑的内部控制电路，
图1-14无源试灯图1-15无源试灯的使用
（2）有源试灯
有源试灯同无源示灯类似，只是自带一个电池电源，连接到一条导线的两端上时，试灯内灯泡点亮，可用于测试线路的通、断，如图1-16所示。
不能用有源示灯测试带电电路，否则会损坏试灯。
图1-16有源试灯
2、跨接线
跨接导线有时可作为故障诊断的辅助工具，如图1-17所示，可用于跨过某段被怀疑已断开的导线，而直接向某一部件提供电的通路，也可用于不依赖于电路中的开关或导线而向电路中加上电池电压，如图1-18所示，它可配上与通导性测试笔相同的探针和夹子，也可设计为各种特殊形式。
切勿将跨接线直接跨接在蓄电池的两端或蓄电池正极和搭铁之间。
图1-17跨接线图1-18跨接线的使用
3、万用表
万用表有指针式和数字式两种，数字式万用表具有测试精确的电子电路，准确度远远超过指针式万用表，普遍用于汽车电气诊断与检测。
（1）指针式万用表
指针式万用表利用一个在所测数值相关刻度上摆动的弹簧指针来显示所测数据。
测量数据实际上是与电表内的已知数据相对照,并反映在表盘上。
使用者要按所设定的量程,判定并读出仪表上的示值。
指针式万用表的外型如图1-19所示。
指针式万用表可用于测量电压、电阻和电流。
图1-19指针式万用表
（2）数字式万用表
不同的汽车万用表功能及结构不尽相同，但基本都是由数字及模拟量显示屏、功能按钮、测试项目选择开关、温度测量插孔、公用插孔（用于测量电压、电阻、频率、闭合角、频宽比和转速等）、搭铁插孔、电流测量插孔、测试探针（或大电流钳）等全部或部分构成。
普通汽车万用表如图1-20所示。
图1-20数字式万用表
4、汽车故障诊断仪
故障诊断仪通过数据通信线以串行的方式获得控制电脑的实时数据参数，包括故障信息、实时运行参数、控制电脑与诊断仪之间的相互控制指令。
故障诊断仪有两种：
通用诊断仪和专用诊断仪。
（1）通用诊断仪
通用诊断仪的主要功能有：
控制电脑版本的识别、故障码的读取和清除、动态数据参数显示、传感器和部分执行器的功能测试与调整、某些特殊参数的设定、维修资料及故障诊断提示、路试记录等。
通用诊断仪可测试的车型较多，使用范围较宽，但它与专用诊断仪相比，无法完成某些特殊功能。
通用诊断仪如图图1-21a、图1-21b所示。
图1-21a车博仕V-30图1-21b金德KT600
（2）专用诊断仪
专用诊断仪除具有通用诊断仪的功能之外，能完成某些特殊功能，诊断的内容更深，更完善。
如图1-22a、1-22b所示
图1-22a大众VAG1552诊断仪
1-22b大众VAG5051诊断仪
5、汽车示波器
常见的汽车专用示波器按功能一般可分为专用型示波器和综合型示波器两种。
（1）专用型示波器
这类示波器专用性比较强，可以精确地显示各种变化的波形，如点火初级次级波形、各种传感器的输入输出电压波形、各种执行器的电流或电压波形、脉冲宽度和占空比等，缺点是功能比较单一，如图1-23所示。
图1-23金奔腾DiagTech一I汽车专用示波器
（2）综合型示波器
除了具有专用型示波器的一般功能外，通常还具有读取与消除故障码功能和动态数据分析功能等，部分诊断仪还具有发动机动力性能测试功能等，缺点是系统稳定性及精度略低。
如图1-24所示
图1-24金德KT600综合型示波器
警告：
1.测试点火高压线时，必须使用专用探头，不能将示波器探头直接接入点火次级电路。
2.使用汽车专用示波器时，注意远离热源，如排气管、催化器等，温度过高会损坏仪器。
3.汽车示波器在测试时，要注意尽量离开风扇叶片、皮带等转动部件。
4.测试时确认发动机盖支撑良好，防止发动机盖自动下降时伤及头部或示波器。
5.路试时，不要将汽车专用示波器放在仪表台上方，最好是拿在手中测试。
（四）汽车电气系统故障常用诊断方法
汽车电路发生故障主要有:
断路、短路、电器设备的损坏等。
为了能迅速准确地诊断故障，下面介绍几种常见的诊断方法。
1、直观诊断法
汽车电路发生故障时，有时会出现冒烟、火花、异响、焦臭、发热等异常现象。
这些现象可通过人的眼、耳、鼻、身感觉到，从而可以直接判断出故障所在部位。
例如:
汽车行驶中，突然发现转向灯与转向指示灯均不亮，用手一摸，发现闪光器发热烫手，说明闪光器已被烧坏。
2、断路法
汽车电路发生搭铁（短路）故障时，可用断路法判断，即将怀疑有搭铁故障的电路断路后根据电器设备中搭铁故障是否还存在，判断电路搭铁的部位和原因。
例如:
汽车行驶时，听到电喇叭长鸣，则可以将继电器“按钮”接柱上的导线拆开。
此时如果喇叭停鸣，则说明喇叭按钮至继电器这段电路中有搭铁现象。
3、短路法
汽车电路中出现断路故障，还可以用短路法判断，即用螺丝刀或导线将被怀疑有断路故障的电路短接，观察仪表指针变化或电器设备工作状况，从而判断出该电路中是否存在断路故障。
例如:
怀疑汽车电路中的各种开关有故障，可用导线将开关短接来判断开关是好是坏。
4、试灯法
试灯法是利用试灯对线路故障进行诊断的一种方法，其优点是可迅速地判断出电路中的短路、断路故障。
5、仪表法
观察汽车组合仪表中的水温表、燃油表、机油压力表、电压表等的指示情况来判断电路中有无故障。
例如:
发动机冷态，接通点火开关时，水温表指示满刻度位置不动，说明水温表传感器有故障或该线路有搭铁。
6、换件法
换件法在实际故障诊断中经常采用，使用一个无故障的元件替换怀疑可能出现故障的元件，观察出现故障系统的工作情况，从而判断故障所在。
采用换件法必须注意的是，在换件前要对其线路进行必要的检查，确保线路正常方可使用，否则会造成更大的损失。
7、仪器法
随着汽车电气设各的日趋复杂，在维修中,特别是维修装置电子设各较多的车辆，使用一些专用的仪器是十分必要的。
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