汽车电气与电子系统2

第２章汽车电路与分析124335２.１概述２.２现代汽车全车电路的组成２.３汽车电路的设计原则２.４汽车电路的构成原则２.５汽车电路的特点下一页返回第２章汽车电路与分析6793810２.６汽车电路工作状态２.７汽车电路图的种类２.８中央控制盒２.９汽车电路原理图常用图形符号２.１０汽车电路的识读上一页返回第２章汽车电路与分析11２.１１小结上一页返回２.１概述电路：简单地说就是电流所流经的路径，根据电的种类，分为直流电路和交流电路，本章介绍的是直流电路，着重于汽车电路，它一般由电源、负载和联接部分等组成，如图２－１所示是一个最简单的电路，各部分作用分述如下。２.１.１电源电源是一种将非电能转换成电能的装置，常用的电源有原电池、蓄电池和发电机等，它们分别将化学能或机械能转换为电能。２.１.２负载下一页返回２.１概述负载是取用电能的装置，也就是用电设备，它将电能转换成其他形式的能量，例如光能、热能和机械能，如常见的电灯、电炉、电动机等。２.１.３联接部分用来联接电源和负载，构成一个完整系统，包括导线、开关、保险装置，起到输送、分配和控制电能的作用。电路的基本物理量是电流、电压、电阻、电动势。电路的联接方式有串联、并联、混联，类别分为内电路和外电路，电路图分为线路图、原理图、线束图。上一页下一页返回２.１概述现代汽车电路的组成主要有：电源电路、启动电路、点火电路、照明与信号电路、仪表电路、电动刮水器与洗涤器控制电路、空调控制电路、发动机电控系统控制电路、制动防抱死系统（ＡＢＳ）控制电路、辅助电器电路、音响及通信控制电路、防盗控制电路等电压降可理解为电路中的阻力，它减少了阻力后面可用的电压。结杂汽车电路使用的电器件和电子元件相当多，包括不同作用的传感器。随着科学技术的发展进步，尤其是广泛应用电子技术、计算机等，汽车技术日趋复和先进，本章后将逐步介绍。上一页返回２.２现代汽车全车电路的组成现代汽车全车电路主要由以下几个主要部分组成：２.２.１电源电路电源电路又称充电电路，其作用是对全车所有用电设备供电并维持供电电压稳定。电源电路由蓄电池、发电机及电压调节器和工作情况显示装置等组成。２.２.２启动电路主要作用是将发动机由静止状态转变为自行运转状态，启动电路由起动机、启动继电器、启动开关及启动保护装置等组成。２.２.３点火电路下一页返回２.２现代汽车全车电路的组成主要用于汽油机，其作用是控制并产生足以击穿火花塞电极间隙的电压，同时按发动机的点火顺序，将高压电送至各缸火花塞点燃各缸可燃混合气，使发动机运转。点火电路由分电器、电子点火控制器、点火线圈、火花塞及点火开关等组成。２.２.４空调控制电路主要作用是根据环境温度和空气质量控制调节汽车驾驶室或车厢内的温度和空气质量，以满足乘员舒适度的要求。空调控制电路由空调压缩机、电磁离合器、空调控制器、控制开关及风机控制电路等组成。２.２.５仪表电路上一页下一页返回２.２现代汽车全车电路的组成主要作用是控制各种仪表显示信息及报警，如冷却液温度、润滑油压、燃油箱油量、行驶里程及瞬时速度等。仪表电路由仪表指示表、传感器、各种报警器及控制器等组成。２.２.６照明与信号电路主要作用是控制各种照明灯的启闭及各种信号的输出。照明与信号电路由前照灯、雾灯、示廓灯、转向灯、制动灯、倒车灯等及其控制继电器和开关组成。２.２.７辅助电器电路主要作用是根据需要控制各种辅助电器的工作时机和工作过程，由各种辅助电器及其控制继电器和开关组成。２.２.８电子控制系统电路上一页下一页返回２.２现代汽车全车电路的组成主要作用是由电子控制器ＥＣＵ根据汽车上所装用的电控系统内容不同采用不同的控制方式完成控制功能，如电控燃油喷射、电控制动防抱死、电控自动变速器、电控悬架、电控动力转向、电动坐椅、安全气囊等。全车电路就是将这些电气设备的电路按照它们各自的工作性能及相互之间的内在联系，用导线连接起来构成的一个整体。上一页返回２.３汽车电路的设计原则汽车电路用来给汽车上的用电设备输送电能和传递各种信息，形成了整车电气的电路网络，并使各种电控功能得以实现，汽车电路在结构设计上遵循如下原则。（１）根据电路的性能及功能要求，在结构设计过程中尽量避免了重复布线，并进行反复的优化设计，使电路中每一根导线的长度最短。（２）为了保证由电路构成线束后的质量，在电路设计过程中尽可能地减少了连接焊点及接头。下一页返回２.３汽车电路的设计原则（３）由于线束安装在汽车上以后所处的工作环境不同，所以选择了不同性质的导线及不同的防护措施，在设计中根据负荷的大小、合理地选择了导线截面积，这样不仅保证了线束的质量，同时也降低了成本、减轻了重量。（４）线束的设计应充分考虑整车装配工艺的合理性，同时还考虑线束批量生产加工工艺的合理性，尽可能地使线束生产自动化，降低线束成本，提高产品质量。（５）根据线束每根导线的功能，按照国家标准规定选择导线的颜色，为整车装配及维修提供方便条件。上一页返回２.４汽车电路的构成原则汽车电路的构成应遵循如下原则：（１）一般采用单线制（不排除个别部位单、双线并存）。（２）各用电设备均采用并联而且受各自开关的控制。（３）继电器是控制开关保护装置，一般利用开关控制继电器，再用继电器控制用电设备，所以继电器均装在电源与用电设备之间电路中。（４）各用电设备与电源之间大多装有熔断丝，以防止短路瞬时电压烧坏线束或用电设备。（５）在现代轿车上均设置有中央配电盒，将熔断丝、继电器集中安装在中央配电盒内，以便于及时检查和更换。返回２.５汽车电路的特点汽车电路有如下特点：（１）汽车电路电源是低压直流电，而且都是采用蓄电池和发电机作为电源，汽车用的蓄电池是１２Ｖ和２４Ｖ，汽油车使用１２Ｖ，柴油机使用２４Ｖ，配套使用发电机，构成了一个充电系统，提供电源供给汽车用电设备。启动二次由蓄电池供电，发动机启动运转后，由发电机供电并对蓄电池进行充电和储存电能，具有可逆性，即化学能→电能→化学能，电路构成了电源回路。下一页返回２.５汽车电路的特点（２）采用单线制、负极搭铁。汽车电路普遍采用单线制（不排除少数车采用双线制），利用车身或发动机作为一个公共线，正极是火线、负极是搭铁，构成回路，电流从正极输出经过负载到车体搭铁回到蓄电池负极，如图２－２所示，负极搭铁的优点是对车体腐蚀性少且对无线电干扰小。（３）汽车用电设备多、电路复杂。随着科学技术的发展进步，广泛应用电子技术、普及使用计算机，汽车技术先进，用电设备增多，电路日趋复杂。上一页下一页返回２.５汽车电路的特点汽车电路既有大电流回路（起动机），又有一般回路；既有普通用电回路，又有电控系统回路；既有传统的直流电回路，又有电子电路回路。根据汽车各用电设备不同，概括起来主要有：电源回路、低压电回路、高压电回路、起动机电回路、照明与信号回路、指示警示回路和辅助电器回路等。（４）所有汽车用电设备均采用并联联接。汽车用电设备采用并联联接后互不干扰，如某个用电设备出了故障，不会影响其他用电设备，便于查找故障和维修。上一页返回２.６汽车电路工作状态汽车电路工作状态有三种状态：通路、断路、短路，如图２－３所示。通路：如图２－３甲所示，合上开关。电流就会从蓄电池的正极经灯泡开关而流入蓄电池负极，形成回路，灯泡会亮。断路：如图２－３乙所示，开关打开（或电路中某一处断开）电流无法通过到达蓄电池负极，灯泡不亮，这种状态称为断路（或称开路）。短路：如图２－３丙所示，若把蓄电池的两个正负电极直接接通，电流不经过负载和开关，电流从正极直接流入到负极，这种状态称为短路。下一页返回２.６汽车电路工作状态短路对电路危害很大，由于电流不通过灯泡和开关而直接流入负极，电流增大，加之导线的电阻很小，电路中的电流比正常时增大数倍至几十倍，温度升高，会使导线绝缘烧坏，严重时会引起导线燃烧，并引起火灾，因此要防止电路短路。上一页返回２.７汽车电路图的种类汽车电路是汽车电器线路的简称，是用选定的导线将全车所有的用电设备相互连接成直流电路，构成一个完整的供用电系统。汽车电路图是利用各种符号和线条表示电路中各个组成元件，如电流、保险、继电器、开关、连接器、导线、搭铁线等所构成的图形。有些电路图还表示了电器零件的安装位置、连接器的形式及接线情况、电线的颜色、接线盒和继电器盒中继电器及保险的位置、线束在汽车上布置一一表示出来。汽车电路图的表达方法有线路图、电路原理图、线束图、元件位置图等，现分别简述如下。２.７.１线路图下一页返回２.７汽车电路图的种类线路图是传统的汽车电路表示方法，它把汽车用电设备在汽车上的实际位置用线从电源到开关至搭铁一一连接起来所构成的线路图，其优点是由于电气设备的外形和实际位置都和原车一致，因此查线时，导线中间的分支接点容易找到，给排除故障提供了方便，对维修人员实用性强。２.７.２电路原理图上一页下一页返回２.７汽车电路图的种类这种图用国家统一规定的图形符号，把仪表及各种用电设备，按电路原理由上到下合理地连接起来，然后再进行横向排列，构成一个完整的电路原理图，该图做了高度的简化，图面清晰，电路简单明了，通俗易懂，电路连接控制关系清楚，因此对迅速分析排除电气设备的故障非常有利。当前国内外汽车电路图流行一种“纵向排列式画法”，它也属于电路原理图，其特点是纵向排列，不走折线，图上不出现导线交叉，对于某条线路来说，从头到尾从超过所在篇幅纵向的３／４，某一部分电路局限在总线路横向的一个区域内。从左到右一般均按电源启动点火、指示灯和仪表、照明、雾灯、报警闪光装置、信号灯、刮水器和洗涤器、双音喇叭的顺序编排，有些电器线路较复杂，图上采用断线带号法解决。如图２－４所示。上一页下一页返回２.７汽车电路图的种类２.７.３电路接线图电路接线图是为了表达电器件的每一个接线柱、继电器的每一个插脚及中央控制盒的每一个端子等和线束的每一个插接器插脚之间的连接关系而绘制的，它主要用来指导电器件和线束的装配。电路接线图是一种介于电路原理图和线束之间的表达方式，它既表达电路连接关系又表达电路工作原理。图２－５所示为一般电路接线图。２.７.４线束图上一页下一页返回２.７汽车电路图的种类线束图是汽车制造厂把汽车上实际线路进行排列，并将同向有关电器的导线汇合在一起组成线束以后画成图，以便于在汽车上安装，在这种画成树枝样的图上，着重标明各导线的序号和连接的电器名称及接线柱的名称，各插接器插头和插座的序号，维修人员只要将导线或插接器按图上标明的序号，连接到相应的电器接线柱或插接器上，便完成了全车线路的装接，这种图给安装和维修带来了极大地方便，该图不说明线路的走向和原理。线路简单，一套完整的线束图一般包括发动机线束图、仪表板线束图、车身线束图、空调线束图等。图２－６所示乘用车主线束布置图。上一页返回２.８中央控制盒随着汽车技术的发展，电器设备逐渐增多，线路日趋复杂，增加了许多控制器件和保护装置，为便于装配和使用中维修检查，排除故障，现代汽车往往将各种控制继电器盒保险装置安装在一起，成为一个中央控制盒。它的正面装有继电器盒保险丝插头，背面是插座，用来与线束的插头相连，中央控制盒安装的位置各车型不同，有的安装在发动机舱，有的安装在仪表板下方，总之安装在容易操作查找的位置，中央控制盒盖或安装板上常标注有器件名称或缩写字母，具体含义见表２－１。返回２.９汽车电路原理图常用图形符号汽车电路图是将电源电路、启动电路、点火电路、照明电路、仪表电路、空调电路、电子控制电路及辅助电器控制电路等按照它们各自的工作特点以及相互的内在联系，通过开关、连接导线、中央控制盒、保护装置及继电器连接起来所构成的一个整体。为了便于安装、识图、分析、查阅、维修，采用国家统一标准的图形符号进行绘制，为了读懂汽车电路图，必须首先识别电路图的各种图形符号及其含义。表２－２为现代汽车电器原理图中常用图形符号及其含义，如表２－３所示为仪表板上常用符号图形。返回２.１０汽车电路的识读汽车电路图作用就是便于了解全车电路结构和用电设备，