《汽车电器设备与原理》

汽车电器设备与原理项目一汽车电器系统与常用工具项目七汽车安全舒适系统项目二汽车起动系统项目三汽车电源系统项目四汽车点火系统项目五汽车照明与信号系统项目六汽车仪表与报警系统目录汽车电器设备与原理项目一汽车电器系统与常用工具任务一任务二汽车电器系统的组成及特点常用工具的使用汽车电器系统与常用工具任务一汽车电器系统的组成及特点一、电器系统的组成1.电源系统如图1—1所示，电源系统包括蓄电池、点火开关、发电机及其调节器。发电机是主要电源，蓄电池是辅助电源。发电机和电池并联工作，发电机配有调节器，其主要作用是在发电机转速和负荷变化时，自动保持发电机输出电压稳定。2.起动系统如图1—2所示，现代汽车发动机以电动机作为起动动力。起动系统的基本组成包括蓄电池、点火开关、起动继电器、起动机等。起动系统的功用是通过起动机将蓄电池的电能转换成机械能来起动发动机运转。3.点火系统如图1—3所示，点火系统分为传统点火系统和电子点火系统。点火系统的任务是产生高压电火花，点燃汽油发动机气缸内的混合气。传统点火系统已趋于淘汰。电子点火系统、微机点火系统已经普及，且日趋完善和多样化。4.照明信号系统如图1—4所示，为了保证夜间行车安全，在汽车内外安装了各种照明灯及其控制装置，车外照明灯包括前照灯、雾灯和牌照灯等；车内照明灯主要是指仪表灯和阅读灯等。除照明灯外，还有用以指示其他车辆或行人的灯光信号标志，这些称为信号灯。信号灯包括转向指示灯、制动灯、尾灯、示宽灯、倒车灯等。照明信号系统主要用来保证车辆运行时的人车安全。汽车电器系统与常用工具图1—1电源系统图1—2起动系统图１—３点火系统图１－４照明信号系统汽车电器系统与常用工具5.仪表系统如图1—5所示，汽车仪表包括各种电气仪表，如电流表、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。在小轿车上，各种指示仪表不断增多，这些仪表多用来显示发动机和汽车行驶中有关系统的工作状况。6.辅助电器系统如图1—6所示，辅助系统是为了增加汽车的安全性、舒适性、稳定性，汽车基本的辅助系统包括电动雨刷、电动门窗、电动后视镜、电动座椅、中控锁及倒车雷达等。图1—5仪表系统图1—6辅助电器系统汽车电器系统与常用工具二、电器系统的特点1.低电压如图1—7所示，汽车采用低压电源，现代汽车的标准电压有６Ｖ、12Ｖ、24Ｖ三种。目前汽油车普遍采用12Ｖ，重型柴油车多采用24Ｖ电压。对发电装置，12Ｖ电源系统输出的额定电压为14Ｖ；24Ｖ电源系统输出的额定电压为28Ｖ。低压电源的主要优点是安全性好。2.直流电汽车上采用直流电源系统，其主要原因是发动机靠起动机起动，而起动机的电源是蓄电池（见图1—8），当蓄电池的电能消耗完后必须用直流电进行充电，所以汽车电气系统都以为直流电为电源。图1—7低电压图1—8直流电汽车电器系统与常用工具3.单线制如图1—9所示，单线制即是从电源到用电设备使用一根导线连接；而另一根导线则由汽车车体或发动机体的金属部分代替。作为电气回路的接线方式，单线制不仅节省导线，使线路简化、清晰，而且也便于安装和检修。现代汽车普遍采用单线制，但在某些汽车上，不能形成可靠的电气回路，或多或少地存在着双线制。4.负极搭铁如图1—10所示，蓄电池的一个电极接到车体上，俗称“搭铁”。若蓄电池的负极与车体相连接，称为负极搭铁；反之，若蓄电池的正极与车体相连接，则称为正极搭铁。图１—９单线制图１—１０负极搭铁汽车电器系统与常用工具任务二常用工具的使用一、万用表万用表又称复用表、多用表、三用表、繁用表等。它是汽车电器维修中不可缺少的测量仪表。万用表一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。万用表按显示方式分为指针万用表和数字万用表两种。万用表是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等；有的还可以测量交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数。作为最常用的一种电工测量仪表，万用表操作简单、携带方便。目前广泛使用的万用表有两种：一种是普通指针式万用表，另一种是数字式万用表。1.万用表分类（１）指针式万用表（见图1—11）。指针式万用表能够测量直流电流、交流电流、直流电压、交流电压以及电阻、电容、晶体管放大系数等更多的功能，是以指针的偏转来指示被测量数值的大小。它主要由磁电式测量机构、表笔、转换开关三部分组成。测量时，通过切换转换开关，选择相应的档位和量程，通过表笔进行测量。指针式万用表的使用和测量方法与数字万用表相似，在此不做过多的说明，下面以数字万用表为例讲解万用表的使用和测量方法。图1—11指针式万用表（２）数字万用表（见图1—12）。①现在数字式测量仪表已成为主流，它具有灵敏度高、准确度高、显示清晰、过载能力强、便于携带、使用更简单等特点。多数数字万用表使用9V直流电池作为工作电源。②数字万用表按照量程转换方式可划分成三种类型：手动量程，自动量程，自动／手动量程。③根据功能、用途及价格的不同，数字万用表大致可分为9大类：低档数字万用表（亦称普及型数字万用表）、中档数字万用表、中／高档数字万用表、数字／模拟混合式仪表，数字／模拟图双显示的仪表、万用示波表（将数字万用表、数字存储示波器等动能集于一身）等。汽车电器系统与常用工具图1—12数字万用表汽车电器系统与常用工具2.数字万用表的结构组成万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。（１）数字万用表的表头，如图1—13所示。一般由一只A/D（模拟/数字）转换芯片＋外围元件＋液晶显示器组成。万用表的精度受表头的影响，万用表由于Ａ/Ｄ芯片转换出来的数字，一般也称为31/2位数字万用表41/2位数字万用表等。最常用的芯片是ＩＣＬ7106（３位半ＬＣＤ手动量程经典芯片，后续版本为7106Ａ，7106Ｂ，7206，7240等），ＩＣＬ7129（４位半ＬＣＤ手动量程经典芯片），ＩＣＬ7107（３位半ＬＥＤ手动量程经典芯片）。（２）转换开关说明，如图1—14所示。万用表的选择开关是一个多档位的旋转开关，用来选择测量项目和量程。一般的万用表测量项目包括：“ｍＡ”（直流电流）、“Ｖ（－）”（直流电压）、“Ｖ（～）”（交流电压）、“Ω”（电阻）。每个测量项目又划分为几个不同的量程以供选择。图1—13表头图1—14转换开关（3）数字万用表量程字母及含义说明，如表１－１所示。表１－１数字万用表量程字母及含义说明汽车电器系统与常用工具汽车电器系统与常用工具（４）表笔插孔说明，如图1—15所示。表笔分为红、黑两支。使用时应将红色表笔插入标有ＶΩ的插孔，黑色表笔插入标有ＣＯＭ符号的插孔。3.数字万用表的使用方法（１）电阻的测量步骤（见图1—16）。首先，红表笔插入ＶΩ孔，黑表笔插入ＣＯＭ孔；其次，量程旋钮打到“Ω”量程档适当位置，分别用红、黑表笔接到电阻两端金属部分；最后读出显示屏上显示的数据。图1—15表笔插孔图1—16电阻的测量汽车电器系统与常用工具注意事项：量程的选择和转换。量程选小了显示屏上会显示“１”，此时应换用较之大的量程；反之，如果量程选大了，显示屏上会显示一个接近于“０”的数，此时应换用较之小的量程。如何读数？显示屏上显示的数字再加上边档位选择的单位就是它的读数。需要注意的是在“２００”档时单位是“Ω”，在“２～２００ｋ”档时单位是“ｋΩ”。如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，将显示过量程“１”，应选择更高的量程，对于大于１ＭΩ或更高的电阻，要几秒钟后读数才能稳定，这是正常的。当没有连接好时，例如开路情况，仪表显示为“１”。汽车电器系统与常用工具（２）直流电压的测量步骤（见图1-17）。①红表笔插入ＶΩ孔。②黑表笔插入ＣＯＭ孔。③量程旋钮打到Ｖ－或Ｖ～适当位置。④读出显示屏上显示的数据。注意事项：把旋钮选到比估计值大的量程档（注意：直流档是Ｖ－，交流档是Ｖ～），接着把表笔接电源或电池两端，保持接触稳定。数值可以直接从显示屏上读取。若显示为“１”，则表明量程太小，那么就要加大量程后再测量；若在数值左边出现“－”，则表明表笔极性与实际电源极性相反，此时红表笔接的是负极。汽车电器系统与常用工具（３）二极管的测量步骤（见图１－１８）。①红表笔插入ＶΩ孔，黑表笔插入ＣＯＭ孔。②转盘打在档。③判断正负。④红表笔接二极管正，黑表笔接二极管负。⑤读出ＬＣＤ显示屏上数据。⑥两表笔换位，若显示屏上为“１”，正常；否则此管被击穿。注意事项：二极管正负好坏判断。红表笔插入ＶΩ孔，黑表笔插入ＣＯＭ孔，转盘打在档，然后颠倒表笔再测一次。测量结果如下：如果两次测量的结果为一次显示“１”字样，另一次显示零点几的数字，那么此二极管就是一个正常的二极管；假如两次显示都相同的话，那么此二极管已经损坏。ＬＣＤ上显示的一个数字即是二极管的正向压降：硅材料为０６Ｖ左右；锗材料为０２Ｖ左右，根据二极管的特性，可以判断此时红表笔接的是二极管的正极，而黑表笔接的是二极管的负极。汽车电器系统与常用工具（４）直流电流的测量步骤（见图１－１９）。断开电路，黑表笔插入ＣＯＭ端口，红表笔插入ｍＡ或者１０Ａ端口；功能旋转开关打至Ａ－（直流），并选择合适的量程；断开被测线路，将数字万用表串联入被测线路中，被测线路中电流从一端流入红表笔，经万用表黑表笔流出，再流入被测线路中。接通电路，读出ＬＣＤ显示屏数字。注意事项：估计电路中电流的大小。若测量大于２００ｍＡ的电流，则要将红表笔插入“１０Ａ”插孔并将旋钮打到直流“１０Ａ”档；若测量小于２００ｍＡ的电流，则将红表笔插入“２００ｍＡ”插孔，将旋钮打到直流２００ｍＡ以内的合适量程。将万用表串进电路中，保持稳定，即可读数。若显示为“１”，那么就要加大量程；如果在数值左边出现“－”，则表明电流从黑表笔流进万用表。其余与交流注意事项大致相同。汽车电器设备与原理项目二汽车起动系统任务一任务二起动系统的组成及起动方式分类起动机任务三任务四起动控制电路点火开关汽车起动系统1.起动机作用要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀做功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系统。2.起动系统的组成如图2—1所示，起动系统由以下三部分组成：（１）蓄电池。（２）点火开关。（３）起动机。起动系统的组成及起动方式分类任务一图2—1起动系统的组成汽车起动系统3.起动方式分类（1）人力起动起动最为简单，只需将起动手摇柄端头的横销嵌入发动机曲轴前端的起动爪内，以人力转动曲轴。只适用于一些小功率的发动机。（２）电动机起动电动机起动是用电动机作为机械动力，当将电动机轴上的齿轮与发动机飞轮周缘的齿圈啮合时，动力就传到飞轮和曲轴，使之旋转。电动机本身又用蓄电池作为电源。现代汽车广泛采用。（3）辅助汽油机起动只用于大功率柴油机上。（4）电动机起动按控制方式分类①直接起动，由钥匙直接控制，用于轿车和微型车。②间接起动，在起动机之前增加了继电器。③设有保护装置，防止误起动。④防盗控制系统（带遥控起动）。⑤无钥匙起动系统。汽车起动系统起动机任务二1.起动机的作用汽车发动机从静止状态进入正常的工作状态，必须借助外力来起动。起动机的作用就是以蓄电池为电源，带动发动机转动并进入工作状态。电起动简单可靠，操纵方便，可随时工作，便于远距离控制。2.起动机的分类起动机按磁场形式和传动机构结构进行分类，如图2—2所示。（１）按磁场形式分为永磁起动机和电励磁起动机。永磁起动机电动机中无磁极绕组，结构简单，体积质量减小；电励磁起动机采用串励式直流电动机，各种型号一般相差不大。（２）按传动方式分为普通起动机和简速起动机。汽车起动系统3.起动机的型号根据中华人民共和国汽车行业标准ＱＣ／Ｔ７３－９３《汽车电器设备产品型号编制方法》的规定，汽车起动机型号组成如图２－３所示。汽车起动系统（１）产品代号：ＱＤ：起动机；ＱＤＪ：减速起动机；ＱＤＹ：永磁起动机。（２）电压等级代号：１～１２Ｖ