汽车电器----照明信号电路剖析

汽车照明与信号系统日常生活中的灯汽车上最早的灯从蜡烛到煤油，从煤油到乙炔，这些灯具是解决了夜间照明的问题。亮度低、光线分散、容易损坏现代意义的车灯现代汽车的前照灯灯的其他用途提醒其他车辆与行人的信号灯具前照灯雾灯在雾天、下雪、暴雨等情况下，用来改善车前道路的照明情况牌照灯用来照明后牌照倒车灯倒车时，用来照明车后侧制动灯制动时，以示制动。转向灯用来指示车辆行驶趋向示位灯又称示宽灯，以标志车辆的形位示廓灯俗称角标灯，车高3m以上的车辆均应安装，标识车辆轮廓。驻车灯夜间驻车时，将驻车灯接通标志车辆形位。警示灯内部灯具顶灯用作室内照明外，还可监视车门是否关闭。阅读灯聚光时乘员看书不会给驾驶员产生眩目现象，有点光轴可调节行李箱灯照亮行李箱内空间。门灯开启车门时，以示后来行人、车辆注意避让•现代汽车的照明系统装了多达５０多个灯泡，使用了若干束导线，电路中用了许多保护器、继电器、开关和插接器，高级的照明系统还用了计算机和传感器，许多技术被用来改进照明灯工作性能，如自动变光电路自动变光电路，这样可以自动调节灯光系统。•现代照明系统的线束系统中每个灯泡都有自己的保险装置，即使前照灯主电源出现故障，也能保证近光灯正常工作。•照明系统分为车外系和车内系，照明电路分为车外电路和车内电路。•汽车灯具按其功能分为照明灯和信号灯两大类，按安装位置又可分为外部灯具和内部灯具。•外部灯具•常见外部灯具有：前照灯、雾灯、牌照灯、转向灯、制动灯、倒车灯、示位灯、停车灯、示廓灯、警示灯、出租车标志灯等，如图１所示。•外部灯具光色一般采用白色、橙黄色和红色，执行特殊任务的车辆，如消防车、警车和救护车，则采用具有优先通过权的红色、黄色或蓝色闪光警示灯，我国对各种汽车灯具的使用规定如表１所示。下一页返回•（１）前照灯：俗称“大灯”，装在汽车前部两侧，灯具功率一般为55～100Ｗ，用来照明车前道路，有两灯制和四灯制之分，通常轿车或小型车装两灯制，货车或大型车装四灯制，四灯制前照灯并排安装，装于外侧的一对应为近、远光双光束灯，装于内侧的一对应为远光单光束灯，光色为白色。•（２）雾灯：安装在汽车的前部或尾部，灯功率为４５Ｗ，光色为橙黄色（黄色波长较长，透雾性好），在雾天、下雪、暴雨或尘埃弥漫视线不良等情况下，用来改善车前道路的照明，后雾灯功率为２１Ｗ或６Ｗ，光色为红色，以警示尾随车辆保持安全距离。下一页返回•（３）牌照灯：装于汽车尾部牌照上方或左右两侧，灯功率一般为５～１０Ｗ，用来照明后牌照，确保行人距车尾２０ｍ处看清牌照上的文字和数字。•（４）倒车灯：安装在汽车的尾部，灯功率为２１Ｗ，光色为白色，当变速器挂倒挡时，自动会亮，照明车后侧，同时警示后方车辆行为注意安全。上一页下一页返回•（５）制动灯：俗称“刹车灯”，安装在汽车尾部，灯功率为２１Ｗ，光色为红色，灯罩显示面积较后示位灯大，在踩下制动踏板时，发出较强红光，以示制动，为避免尾随大型车对轿车碰撞的危险，轿车后窗内可加装由发光二极管成排显示的高位制动灯。•（６）转向灯：转向灯一般安装在汽车前部和尾部左右两侧，用来指示车辆行驶的方向，有的车辆两侧中前部也设置有侧转向灯，转向灯功率一般为２１Ｗ，侧转向灯功率为５Ｗ，光色为琥珀色，转向时灯光呈闪烁状，频率规定为１.５±０.５Ｈｚ，启动时间不大于１.５ｓ，在紧急遇险状态需其他车辆注意避让时，全部转向灯通过危险报警灯开关同时闪烁。上一页下一页返回•（７）示位灯：安装在汽车前部、侧面、后面，灯功率为５Ｗ，前位灯，俗称“小灯、示宽灯、位置灯”，光色为白色或黄色，后位灯，俗称“尾灯”，光色为红色，侧位灯光色为琥珀色，夜间行车接通前照灯时，示位灯与仪表照明灯，牌照灯同时亮，以标志车辆的形位。•（８）示廓灯：俗称“角标灯”，《机动车运行安全技术条件》规定空载高３.０ｍ以上的车辆均应安装示廓灯，该灯功率为５Ｗ，作用为标示车辆轮廓。上一页下一页返回•（９）停车灯：装于车头和车尾两侧，要求从车前和车尾１５０ｍ远处能确认灯光信号，光色要求车前处为白色，车尾处为红色，夜间停车时，将停车灯接通标志车辆形位，此时仪表照明灯，牌照灯并不亮，耗电量比示位灯小，灯功率为５Ｗ。•（１０）警示灯：一般装于车顶部，灯功率一般为４０～４５Ｗ，用来标示车辆特殊类型，消防车、警车用红色，救护车为蓝色，旋转速度为每秒２～６次，出租车为白、黄色，出租车空车标志装在仪表台上，灯功率为５～１５Ｗ，光色为红底、白字。上一页下一页返回目前，大多数汽车都采用组合灯具，即把前照灯、前转向灯、前示位灯等组合在一起，构成前组合灯，把倒车灯、制动灯、后转向灯、后示位灯等组合在一起，构成后组合灯。鉴于发光二极管LED（LightEmittingDiode）具有省电、环保、寿命长等优点，近年来在汽车后组合灯中的应用日渐广泛。•内部灯具•常见内部灯具有：顶灯、阅读灯、行李车厢灯、门灯、踏步灯、仪表照明灯、工作灯、仪表报警灯及指示灯等如图２所示。•（１）顶灯：轿车及载货车一般仅设一只顶灯，灯功率为５～１５Ｗ，除用做车室内照明外，还可兼起监视车门是否可靠关闭作用。只要还有车门未可靠关紧，顶灯就发亮。公共汽车顶灯比较多，照明车内车厢便于乘客乘坐和进出。•（２）阅读灯：装于乘员席前部或顶部，聚光时乘员看书不会给驾驶员产生炫目现象，照明范围较小，有的还有光轴方向调节结构。上一页下一页返回•（３）行李厢灯：装于轿车后行李厢或客车行李厢内，灯功率为５Ｗ，当开启行李厢盖时，灯自动亮，照亮行李厢内空间。•（４）门灯：装于轿车车门内侧底部，灯功率为５Ｗ，光色为红色，夜间开启车门时，门灯亮，告示后面行人，车辆注意避让。•（５）踏步灯：装于大中型客车乘员门内的台阶上，夜间开启乘员门时，照亮踏板。•（６）仪表照明灯：装在仪表板里面，灯功率为２Ｗ，用来照明仪表指针及刻度板。仪表照明灯一般与示位灯，牌照灯并联，有些汽车仪表照明灯发光强度可调节。上一页下一页返回•（７）仪表报警灯及指示灯：常见有充电指示灯、机油压力过低报警灯、转向指示灯、远光指示灯等，报警灯一般为红色、黄色，指示灯一般为绿色或蓝色。•（８）工作灯：是车辆维修时或检查时可移动使用的一种随车低压照明工具，电源来自汽车发电机或蓄电池，灯功率为２１Ｗ，常带有挂钩或夹钳。上一页下一页返回•光纤照明•在只需要微弱光线照明且不便安装灯泡的地方，如仪表表面、烟灰缸、门锁孔等处，可采用光导纤维照明。光导纤维是一种远距离传输光线的装置，它可用普通车用灯泡为光源，让光线通过光导纤维传到末端，发出微光，照亮一定范围。•光导纤维由有机玻璃丝制成，它的外部包有具有隔光作用的聚合物质，当灯泡产生的光线通过光导纤维时，在其内部经多次反射，曲折前进传到末端，将多根光导纤维组合在一起就组成了光缆，如图３所示。上一页下一页返回•光缆外部包有不透明的软管。•光缆可以任意弯曲和扭转而不影响光线的传输，增加光导纤维的数量就可以增加光缆输出端的亮度，故在无法安装灯泡的地方已得到广泛应用。将光导纤维一端接到前照灯反光镜内，接受前照灯泡的光线，另一端接到前照灯监视器上，驾驶员便可方便地看到前照灯是否正常发光，当接通前照灯时，监视器在变光前后均应发亮，否则说明该侧前照灯不亮。上一页返回照明系统控制电路•为获得最大照明亮度，提高工作可靠性，汽车灯系均采用并联电路，在每个灯具支路上还安装了熔断式保险器。为了确保照明及信号灯系正常工作，照明信号灯具不但配备了灯光开关、变光开关、雾灯开关、转向灯开关、制动开关、刹车灯开关，近年来生产的汽车还加装了后位灯继电器、前照灯继电器、雾灯继电器。灯开关也由分散的独立式开关发展为组合式开关。汽车照明系统均采用车身搭铁式单线制线路。为确保灯具的发光强度，现代汽车前照灯及雾灯等灯具的搭铁线搭铁部位逐渐移到了发动机、变速器灯金属机体上。下面以具有代表性的北京切诺基汽车照明电路和天津夏利轿车照明电路为例简述照明系统的特点。•北京切诺基汽车照明系统•如图４所示是切诺基汽车照明电路，它具有如下特点：下一页返回•（１）车灯开关为独立式，不与组合开关为一体，位于仪表板左侧，向外拉出开关手柄一挡，示位灯、内部照明灯及牌照灯亮，向外拉出开关手柄二挡，一挡接通的灯仍亮，同时前照灯亮，旋转开关手柄，可调节仪表灯亮度，逆时针旋转开关手柄到底，顶灯亮。•（２）变光开关设在组合开关上，由手柄控制，向上拨动变光开关手柄，可使前照灯远光与近光灯交替通电闪烁，作为超车用灯光信号，变光开关控制前照灯火线支路。•（３）雾灯不但受雾灯继电器、雾灯开关控制，其电源电路还受车灯开关、变光开关控制，只有在近光灯亮时，雾灯电路才能接通。•（４）顶灯还兼有监视车门关闭的作用，当车门未关严时顶灯发亮以示警告。上一页下一页返回•天津夏利轿车照明系统•天津夏利轿车照明系统如图５所示，具有下列特点：•（１）灯光由组合开关左手柄开关控制、旋转手柄末端旋钮、即可接通各照明灯、一挡时示位灯、牌照灯、仪表照明灯亮。•（２）二挡时，在上述灯仍保持亮的同时接通了前照灯电路，需变光时，向下扳开关手柄、远光灯亮、且仪表板上远光灯的指示灯也亮、要超车信号时，可上下扳动手柄、变光开关控制前照灯的搭铁回路。•（３）顶灯也兼有监视车门开关的作用。•灯光开关上一页下一页返回•灯光开关控制几乎全部车上的照明系统，其通常位于仪表板上或在转向柱上，最常用的灯光开关是具有Ｏｆｆ（关断）、Ｐａｒｋ（驻车）和Ｈｅａｄ（前照灯）挡的三挡开关，灯开关的两个接线柱连接蓄电池正负极，不经过点火开关也能开闭照明系统电路。当灯开关位于Ｏｆｆ关断位置时（图６）触点打开，阻止蓄电池电流流到灯泡。当灯光开关位于Ｐａｒｋ驻车挡时（图７），蓄电池电流流经接线柱与流经闭合的触点流至示廓灯、尾灯、牌照灯、仪表灯及照明灯。这条线路一般用１５～２０Ａ的熔断器保护，并且是与前照灯线路分开的。上一页下一页返回•当开关在位于Ｈｅａｄ前照灯位置时，蓄电池的电流从接线１柱经过电路断电器和闭合的触点流至前照灯，点亮了前照灯。来自于接线柱５的蓄电池电流继续点亮在Ｐａｒｋ挡时已点亮的灯，如图８所示。•电路断电器是保护装置，用来防止系统过载时烧坏前照灯。变阻器是可变电阻，驾驶员通过它调节仪表板照明灯的亮度。变阻器的电阻值随着驾驶员拧动开关钮而改变，顺时拧电阻增大，仪表板照明灯变暗，反之，电阻变小，仪表灯则愈亮。上一页返回前照灯电路•前照灯电路原理•完整的前照灯电路由前照灯开关、变光开关、远光指示灯、近光指示灯和前照灯等组成，当灯光开关拉到处于Ｈｅａｄ前照灯位置时，电流流过闭合的触点流到了变光开关，如果变光开关处于Ｌｏ（近光）挡时，电流流过前照灯的近光灯丝，如图９所示。•当变光开关在Ｈｉ（远光）挡时，电流流过前照灯的远光灯丝，如图１０所示。•上述的前照灯电路，灯光开关和变光开关都不搭铁，灯泡的一端是搭铁的，此种电路，蓄电池的电流要流经灯光开关，开关必须要打开流通，电流才能到达灯丝，前照灯才能亮，因为前照灯是通过车身和底盘搭铁的，所以才形成了完整的回路。下一页返回•有些汽车公司采用灯泡不搭铁而灯光开关和变光开关的活动触点搭铁的电路设计，如图１１所示。在电路中，当灯光开关在Ｈ挡时，活动触点闭合接通搭铁电路，灯光开关安排在前照灯灯泡后面，蓄电池电流是由前照灯、继电器流至前照灯灯泡，尽管灯光开关已位于Ｈ挡，但前照灯不亮，要等到灯光开关接通前照灯继电器线圈电路的搭铁回路，前照灯才亮。在此电路中，由灯光开关和变光开关两者接通搭铁回路。无论前照灯电路用不搭铁的开关或用搭铁的开关，这两种电路都是前照灯彼此并联接线，避免一根灯丝烧断致使全体前照灯失效。上一页下一页返回•前照灯闪光超车•大多数汽车的变光开关安装在方向转向柱上，附加有称为“前照灯闪光超车”的电路，即使灯光开关在ｏｆｆ或Ｐａｒｋ挡（如图１２所示），也点亮远光前照灯，松手便熄灭。在这个图例中，蓄电池电流除流至灯光开关接线柱“Ｂ１”外，还经标注Ｌ２１４ＬＧ／ＢＫ字样的导线流至变光开关，无论灯光开关在Ｏｆｆ或Ｐａｒｋ挡，变光开关都从此根导线得到蓄电池电流，当驾驶员操作“前照灯闪光超车”时，变光开关的触点便接通远光灯丝电路。上一页返