汽车电气系统常见故障及检修.docx

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汽车电气系统常见故障及检修

毕业论文

论文题目：

汽车电气系统常见故障及检修

所属系别车辆工程系

专业班级汽车检测及维修技术x班

姓　　名xxx

学　　号2623

指导教师xxx

撰写日期2013年04月

摘要

随着汽车汽车工业的迅的发展，汽车电子系统已经成为汽车不可分割的部分，随着汽车工业及电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度也越来越高。

汽车电子技术是汽车技术及电子技术相结合的产物。

可以说，今天的汽车已经进入电子控制的时代，而这一切都依赖于电子技术的发展。

国外专家预测，汽车上装备的电子装置成本将占汽车整车成本的15％以上。

汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展，成为所谓的“电子汽车”，这已经是大势所趋。

汽车电子技术的发展，汽车电器系统已成为汽车的重要组成部分，其性能的优劣对汽车的使用影响很大。

汽车新的结构和电子器的相继涌现，再大幅提高汽车综合性能的同时，使也发生了根本性变化，从而使汽车故障向日益多样化，复杂化方向发展，同时电子电器的故障诊断及维修问题日益突出。

这对汽车驾驶、维修人员提出了新的要求，掌握一定的使用、维修技术，显得越来越为重要。

汽车电器系统的故障分析帮助汽车使用及维修人员能够系统的掌握现代汽车电器的有关故障的原理，

本文通过对汽车起动机、发电机、点火系统、照明系统等对现代汽车常见的故障进行分析，使我们能够更好的掌握现代汽车电器故障。

关键词：

电子控制，机电一体化，故障

Abstract

Withthedevelopmentofautomobileindustryfast,automotiveelectronicsystemshasbecomeaninseparablepartofthecar,withthedevelopmentofautomobileindustryandtheelectronicsindustry,inthemodernautomobile,theapplicationofelectronictechnologyismoreandmorewidely,thedegreeofautomobileelectronisalsomoreandmorehigh.Theautomobileelectronictechnologyisaproductofautomobiletechnologyandtheelectronictechnologycombinedwiththe.Cansay,today'scarhasenteredtheeraofthedevelopmentofelectroniccontrol,butitalldependsontheelectronictechnology.Foreignexpertspredict,thecostofelectronicdeviceequippedonautomobilewillaccountformorethan15%ofthecostofvehicle.Thecarwilldevelopfromsimplemechanicalproductstothedirectionofadvancedmechatronicsproducts,tobecometheso-called"electriccar",whichisalreadyrepresentthegeneraltrend.Haveagreatinfluenceontheirperformanceofthecar,withthecarandcarelectronicstructurehasbeenupdatedandadjusted,togreatlyenhancetheperformanceofvehicleatthesametime,alsomakeithasundergoneafundamentalchange,whichmakesthecarfaulttotheincreasinglydiversified,complicateddevelopment.Atthesametime,thefaultdiagnosisforautomobileelectronicappliancerepairproblemshavebecomeincreasinglyprominent.Sothedriverandrepairpersonneltoputforwardnewrequirements.

Keywords:

electroniccontrol,electromechanicalintegration,fault

1引言1

2汽车电器系统概述1

2.1汽车电器系统的作用1

2.2汽车电气系统的组成1

3起动机的故障及检修5

3.1起动系统的组成及工作原理5

3.2启动机常见故障及检修5

3.2.1起动机运转不停5

3.2.2起动机空转6

3.2.3起动机运转不停6

4发电机的故障及检修7

4.1发电机的作用7

4.2发电机的工作原理7

4.3发电机常见的故障及检修7

4.3.1发电机电流表充电指示灯异常7

4.3.2发电机异响8

5点火系统的故障及检修8

5.1点火系统作用及分类8

5.1.1传统点火系统9

5.1.2电子点火系统9

5.1.3微机控制点火系统10

5.2点火系统故障分类10

5.3点火系统常见故障及检修11

5.3.1发动机点火时间过早11

5.3.2发动机点火时间过迟11

5.3.3发动机火花塞故障11

6照明系统的故障及检修11

6.1照明系统的作用11

6.2照明系的组成12

6.3照明系统基本电路12

6.4常见故障诊断及排除12

6.4.1前照灯不亮12

6.4.2前照灯光暗淡13

7总结14

参考资料15

致谢16

1引言

电子控制装置，汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用，即所谓“机电结合”的汽车电子装置；它们包括发动机、底盘、车身电子控制。

例如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制悬架、电子控制自动变速器、电子动力转向等，另一类是车载汽车电子装置，车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，它和汽车本身的性能并无直接关系。

它们包括汽车信息系统（行车电脑）、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。

汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。

按照对汽车行驶性能作用的影响划分，可以把汽车电子产品归纳为两类：

一类是汽车。

由于汽车上的电子电器装置数量的急剧增多，为了减少连接导线的数量和重量，网络、总线技术在此期间有了很大的发展。

通讯线将各种汽车电子装置连接成为一个网络，通过数据总线发送和接收信息。

电子装置除了独立完成各自的控制功能外，还可以为其它控制装置提供数据服务。

由于使用了网络化的设计，简化了布线，减少了电气节点的数量和导线的用量，使装配工作更为简化，同时也增加了信息传送的可靠性。

通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置，读取故障码对其进行故障诊断，使整车维修工作变得更为简单。

2汽车电器系统概述

2.1汽车电器系统的作用

1、低压——汽油车多采用12V，柴油车多采用24V。

2、直流——主要从蓄电池的充电来考虑。

3、单线制——单线制即从电源到用电设备使用一根导线连接，而另一根导线则用汽车车体或发动机机体的金属部分代替。

单线制可节省导线，使线路简化、清晰，便于安装及检修。

4、负极搭铁——将蓄电池的负极及车体相连接，称为负极搭铁。

2.2汽车电气系统的组成

2.2.1电源系统　

包括蓄电池、发电机、调节器。

其中发电机为主电源，发电机正常工作时，由发电机向全车用电设备供电，同时给蓄电池充电。

调节器的作用是使发电机的输出电压保持恒定。

蓄电池，蓄电池为可逆的直流电源。

在汽车上使用最广泛的是起动用铅蓄电池，它及发动机并联，向用电设备供电。

蓄电池的作用是：

当发动机启动时，向启动机和点火系供电；在启动机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电；当用电设备同时接入较多，发电机超载时，协助发电机供电；当蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，它可将发电机的电能转变为化学能储存起来。

因此它在汽车上占有重要位置。

如何正确使用和维护保养蓄电池，对延长蓄电池的使用寿命极为重要。

所以，汽车修理厂要担负维护、修理及启用新蓄电池等作业项目。

发电机是汽车电系的主要电源，它在正常工作时，对除起动机以外的所有的用电设备供电，并向蓄电池充电，以补充蓄电池在使用中所消耗的电能。

汽车所用的发电机有直流发电机、交流发电机。

直流发电机是利用机械换向器整流，交流发电机是利用硅二极管整流，故又称硅整流发电机。

汽车用电器都是按照一定的直流电压设计的，汽油机常用12V，柴油机常用24V。

在汽车上，发电机既是用电器的电源，又是蓄电池的充电装置。

为了满足用电器和蓄电池的要求对发电机的供电电压和电流变化范围也有一定的限制。

直流发电机所匹配的调节器一般都是由电压调节器，电流限制器，截断继电器三部分组成。

而交流发电机调节器都可大大简化。

由于硅二极管具有单向导电的特性，当发电机电压高于蓄电池动势时，二极管有阻止反向电流的作用，所以交流发电机不再需要截流继电器。

由于交流发电机具有限制输出电流的能力因此也不再需要限流器。

但它的电压仍是随转速变化而变化的，所以为了得到恒定的直流电压，还必需装有电压解调器。

2.2.2启动系统

包括串励式直流电动机、传动机构、控制装置。

其作用是用于启动发动机。

起动机是用来起动发动机的，它主要由电机部分、传动机构（或称啮合机构）和起动开关三部分组成。

2.2.3点火系统

包括点火开关、点火线圈、分电器总成、火花塞等，其作用是产生高压电火花，点燃汽油机发动机汽缸内的混合气。

在现代汽油发动机中，气缸内燃料和空气的混合气大多采用高压电火花点火。

电火花点火具有火花形成迅速，点火时间准确，调节容易以及混合气点燃可靠等优点。

为了在气缸中产生高压电火花，必须采用专门的点火装置。

点火装置按电能的来源不同，可分为蓄电池点火和磁电机点火两大类。

2.2.4照明系统

包括汽车内、外各种照明灯及其控制装置。

用来保证夜间行车安全。

主要有前照灯、雾灯、尾灯、制动灯、棚灯、电喇叭、转向灯闪光器等。

2.2.5信号系统

包括喇叭、蜂鸣器、闪光器及各种行车信号标识灯。

用来保证车辆运行时的人车安全。

2.2.6仪表系统  

包括各种电器仪表（电流表、充电指示灯或电压表、机油压力表、温度表、燃油表、车速及里程表、发动机转速表等）。

用来显示发动机和汽车行驶中有关装置的工作状况。

汽车仪表的作用是帮助驾驶员随时掌握汽车主要部分的工作情况，及时发现和排除可能出现的故障和不安全因素，以保证良好的行使状态。

汽车常用仪表有电流表、水温表、发动机机油压力表、燃油油量表及车速里程表，有的汽车还有发动机转速表和制动系贮气筒气压表等。

1、电流表  

电流表串联在充电电路中，是用来指示蓄电池充、发电状态的仪表，按结构形式可分为电磁式、动磁式和光电指示灯式。

最常用的是电磁式电流表，它具有结构简单耐振等特点。

2、机油压力表

机油压力表（油压表）可用来指示，发动机机油压力的大小和发动机润滑系工作是否正常。

它由装在仪表板上的油压指示表和装在发动机主油道中或粗滤器上的传感器两部分组成。

3、水温表  

水温表可用来指示发动机水泵中冷却水的工作温度是否正常。

它由装在仪表板上的水温指示表和装在发动机汽缸盖水泵上的水温传感器（俗称感温室）两部分组成，两者用导线相通。

常用水温指示表为双金属式电磁式，传感器有双金属式和热敏电阻式两种。

4、燃油表  

燃油表可用来指示燃油箱内储存燃油量的多少。

它由装在仪表板上的燃油指示表和装在燃料箱内的传感器两部分组成。

燃油指示表有电磁式和双金属式两种，传感器均为可变电阻式。

5、车速里程表  

车速里程表是用来指示汽车行驶速度和累计汽车行驶里程数的仪表。

它由车速表和里程表两部分组成[1]。

2.2.7辅助电气系统

包括电动刮水器、空调器、低温启动预热装置、收录机、点烟器、玻璃升降器等。

随着汽车辅助工业的发展和现代化技术在汽车方面的应用，现代汽车装用的辅助电气设备很多，除了汽车用音响设备，通讯器材和汽车电视等服务性装置外，都是一些及汽车本身使用性能有关的电气设备。

如电动刮水器，电动洗窗器，电动玻璃升降器，暖风通风装置、电动座位移动机构，发动机冷却系电动风扇、电动燃料泵，冷气压缩机用电磁离合等等。

这些辅助电气设备大体可分三类：

电机类、电磁离和器类和电动泵类。

1、双速电动式刮水器  

双速电动式刮水器一般是由一个直流并激（或复激）电动机和一套减速传动机构组成。

2、风窗玻璃防冰霜设备  

冬季风窗玻璃上易结冰霜，用刮水器是无法清除的,有效的办法是将玻璃加热。

在空调设备的汽车上，将热风吹向风窗玻璃，就可以避免结冰。

在无空调设备的汽车上，风窗玻璃可利用电阻丝来加热，在风窗玻璃的内面贴有三根镍铬丝，通过加热，就可防止冰霜，这种装置耗电量为30-50W,效果很好。

国外有些高级轿车上采用电子加热器,通过三级管的控制,使电阻丝通电加热。

3、电热塞 

冬季由于进入柴油机内的空气温度较低，压缩混合空气达不到着火的温度，因此，起动比较困难。

为了使柴油机冬季易起动，在柴油机燃烧室内装用了电热塞，用来提高汽缸内的空气温度。

4、晶体管电动汽油泵 

汽车上一般装用的膜片式汽油泵，虽然结构简单、效能可靠，但由于它安装在发动机的机体上，夏季常因为发动机温度高使供油系产生"气阻"现象，使汽油流通不畅，近年来由于半导体的发展和应用，汽车上已装用电动汽油泵，以代替膜片式汽油泵。

5、电磁离合器  

电磁离合器是一种常见的自动控制元件，它具有工作容易实现远距离控制等特点。

在汽车上，它常被用做冷气压缩机驱动离合器和发动机冷却系风扇离合器。

当汽车空调系统中制冷量过剩时，通过它将传动皮带轮及压缩机主轴脱开；当汽车发动机散热器冷却能力过剩时，可通过它使风扇滑转以减少发动机的动力消耗，在气温较低的季节里，仅风扇离合器一项就可降低汽车的油耗率2%左右[2]。

3起动机的故障及检修

3.1起动系统的组成及工作原理

启动系统将储存在蓄电池内的电能变成机械能，要实现这种转换，必须使用起动机。

起动系统包括以下部件：

蓄电池、点火开关（起动开关）、起动机总成、起动继电器等。

大体上说，起动机用三个部件来实现整个起动过程。

直流电动机引入来自蓄电池的电流并且使起动机的驱动齿轮产生机械运动；传动机构将驱动齿轮啮合入飞轮齿圈，同时能够在发动机起动后自动脱开；起动机电路的通断则由一个电磁开关来控制。

3.2启动机常见故障及检修

3.2.1起动机运转不停

1、故障现象

当发动机启动后，将点火开关关断，起动机仍然不能停止运转，并发出尖叫声。

2、故障原因

（1）单向离合器卡死。

（2）起动机驱动齿轮缓冲弹簧复位力过小或折断。

（3）起动继电器触点或电磁开关触点烧结焊死。

3、故障诊断

出现这种故障应立即切断电源，否则会损坏起动机。

在断电熄火后，先检查起动继电器触点和电磁开关触点是否烧结焊死，以排除电路不能断开的故障；再检查单向离合器是否卡死、缓冲弹簧是否折断或过软等机械故障，使驱动齿轮不能退出啃合位置而被飞轮反拖。

3.2.2起动机空转

1、故障现象

接通点火开关后，起动机只是高速空转，而不能带动发动机运转。

2、故障原因

（1）单向离合器打滑或损坏。

（2）拨叉变形或拨叉联动机构松脱。

（3）起动机驱动齿轮及发动机齿环行程调整不当，或驱动轮不能自由滑动。

3、故障诊断

起动机空转时转速很高，可听到“嗡嗡”的高速旋转声，一般为单向离合器打滑或损坏。

可先用手正反向转动驱动齿轮，若均能转动，则证明是离合器失效。

为了进一步确认，可检查单向离合器的锁止力矩。

若起动时伴有撞击声，应检查拨叉的联动机构是否松脱；起动机固定螺丝是否松动；驱动齿轮的行程是否合适。

3.2.3起动机运转不停

1、故障现象

当发动机启动后，将点火开关关断，起动机仍然不能停止运转，并发出尖叫声。

2、故障原因

（1）单向离合器卡死。

（2）起动机驱动齿轮缓冲弹簧复位力过小或折断。

（3）起动继电器触点或电磁开关触点烧结焊死。

3、故障诊断

出现这种故障应立即切断电源，否则会损坏起动机。

在断电熄火后，先检查起动继电器触点和电磁开关触点是否烧结焊死，以排除电路不能断开的故障；再检查单向离合器是否卡死、缓冲弹簧是否折断或过软等机械故障，使驱动齿轮不能退出啃合位置而被飞轮反拖[3]。

4发电机的故障及检修

4.1发电机的作用

汽车发电机是汽车电器中的重要部件，它有两大功用:

向各用电设备供电，给蓄电池充电。

要想在汽车行驶中保持发电机恒稳发电状态，应经常性地做好养护工作。

我们日常要做的是：

保持发电机皮带的紧度适当，要经常清洁发电机和各导线，保持其表面干燥，可防漏电，防止尘埃进入内部造成机件故障。

4.2发电机的工作原理

发电机通常由定子、转子、端盖.电刷.机座及轴承等部件构成。

定子由机座.定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。

转子由转子铁芯、转子磁极（有磁扼.磁极绕组）、滑环、（又称铜环.集电环）、风扇及转轴等部件组成。

通过轴承、机座及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。

从物理结构来说，发电机的定子和转子除了是一个原动力的拖动外，是完全独立、互不干扰的两部分。

发电机的定子是有功源，产生感应电动势、电流，在原动力的拖动下，向外输出交流电的有功，由原动力（油量、气量、风量、水量等）决定有功功率的大小。

发电机的转子是无功源、绕组从外部引入直流电建立磁场，在原动力的拖动下，向外输送交流电的无功，由外部输入（多数用发电机自发的交流电整流而得）的直流电决定无功功率的大小[4]。

从电磁原理来说，转子和定子又是精密联系的，发电机的有功和无功都是由定子输出的，转子的力矩决定有功功率的大小，转子线圈的直流电流决定无功功率的大小。

4.3发电机常见的故障及检修

4.3.1发电机电流表充电指示灯异常

1、故障现象

发电机电流表无充电指示或充电指示灯不灭。

2、故障原因

因充电电路的不同，故有两种情况。

一种是在串联电流表的充电电路中，当启动柴油机后，电流表无充电指示，而当打开前大灯，电流表指针立即指向负极。

另一种情况是：

在并联电压表的充电电路中，柴油机启动后，充电电压表指针无充电显示，充电指示灯不灭。

当提高柴油机转速时，电压表指针仍无升高电压的指示。

打开前大灯，电压表指示电压值明显地低于24V（24V用电车型）。

3、故障诊断

（1）在串联电流表的充电电路中，应检查电压调节器电源侧及负载侧有无发电机励磁电压，还应检查发电机的电枢电压及发电机传动皮带的松紧度。

传动皮带过松，会因皮带滑转而影响发电机发电。

（2）在并联电压表的充电电路中，发电机不发电，应检查指示灯线路。

拔下发电机指示灯及发电机线路插头，若灯灭了说明线路无故障。

（3）检测发电机定子绕组三相之间及壳体是否短路。

（4）检查二极管（包括励磁二极管）和调节器是否损坏。

4.3.2发电机异响

1、故障现象

发电机出现异响

2、故障原因

（1）传动皮带较松，产生打滑。

（2）发电机轴承磨损严重。

（3）转子铁芯及定子铁芯相碰。

3、故障诊断

（1）调整传动皮带张力或更换传动皮带。

（2）更换发电机轴承。

（3）检修发电机[5]。

5点火系统的故障及检修

5.1点火系统作用及分类

点火系统的基本功用是在发动机各种工况和使用条件下，在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使发动机作功。

发动机点火系统，按其组成和产生高压电方式的不同可分为传统蓄电池点火系统、电子点火系统、微机控制点火系统和磁电机点火系统。

5.1.1传统点火系统

俗称蓄电池点火系统，点火线圈初级电路的通断由触电控制，而触电的开闭则由凸轮轴控制。

传统点火系统主要由电源、点火开关、点火线圈、配电器、火花塞等组成。

1、电源

电源为蓄电池和发电机，供给点火系统所需电能，标称电压一般是12V。

2、点火开关

点火开关的作用是接通或断开点火系统初级电路。

3、点火线圈

点火线圈即是通常所说的变压器，其功用是将蓄电池12V的低压电变为15-20kV的高压电。

4、配电器

配电器的功用是接通和切断低压电路，使点火线圈及时产生高压电，按发动机各气缸的点火顺序送至火花塞；同时可调整点火时间。

5、电容器

减小断电器的火花，防止触点烧蚀，延长其使用寿命，同时加速点火线圈中磁通的变化速率，提高点火高电压。

6、火花塞

其功用是将高压电引入燃烧室产生电火花，点燃混合气。

7、高压导线

高压导线是用以连接点火线圈至配电器中心电极和配电器旁电极至各个缸火花塞[6]。

5.1.2电子点火系统

电子点火系统及机械式点火系统完全不同，它有一个点火用电子控制装置，内部有发动机在各种工况下所需的点火控制曲线图（MAP图）。

通过一系列传感器如发动机转速传感器、进气管真空度传感器（发动机负荷传感器）、节气门位置传感器、曲轴位置传感器等来判断发动机的工作状态，在MAP图上找出发动机在此工作状态下所需的点火提前角，按此要求进行点火。

然后根据爆震传感器信号对上述点火要求进行修正，使发动机工作在最佳点火时刻。

半导体点火系统大体分为无触点电子点火系统、有分电器的计算机电子点火系统、无分电器电子点火系统三类。

5.1.3微机控制点火系统

点火线圈电路的通断由大功率晶体管控制，但大功率晶体管的导通及截止是由微机来控制的。

并且取消了点火提前角的机械调节装置，由微机根据各传感器信号直接调节。

它主要由传感器、电子控制器、点火器、点火线圈等组成

1、传感器及传递信号

　　传感器是监测发动机各种运行工况信息的装置。

主要传感器有：

曲轴位置传感器、空气流量计（绝对压力传感器）、水温传感器、氧传感器、节气门位置传感器、车速传感器、空档开关、点火开关、空调器开关、蓄电池、进气温度传感器、爆震传感器。

2、电子控制器（电控单元ECU）

　　电子控制器的作用是根据发动机各传感器的输入信息及内存数据，进行运算、处理、判断，然后输出指令（信号），控制执行器的动作，达到快速、准确控制发动机的工作目的。

电子控制器的基本构成包括输入回路、输出回路、A/D转换器、微型计算机以及电源电路、备用电路等。

3、点火器

　　点火器的作用是根据电子控制器输出的指令（信号），通过内部大功率管的导通