第一模块汽车电器电路基础

第一模块汽车电器电路基础知识目标1、了解汽车电路元件的作用及汽车电器系统的组成，掌握汽车电器系统特点；2、熟知汽车电器系统检修常用方法和一般程序；3、了解常用检测仪器和设备的功能及适用范围。能力目标1、在教师的指导下，能分析典型汽车线路组成及特点；2、能熟练使用常用汽车电器检测仪器及设备。汽车电器设备是汽车的重要组成部分，其性能好坏直接影响汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排放及舒适性。近年来，随着电子工业的发展，越来越多的电子装置应用于汽车上，在解决汽车油耗、安全、排放等问题方面起到非常重要的作用。1.1汽车电器系统组成及特点1.1.1汽车电器系统组成汽车电器设备主要由以下各部分组成：（1）电源系电源系由蓄电池、发电机和调节器组成，其作用是向全车用电设备提供低压电源。（2）起动系起动系主要指起动机及控制电路，其任务是起动发动机。（3）点火系点火系的作用是产生电火花，点燃汽油机气缸内的可燃混合气。（4）照明、信号、仪表、报警系统该系统包括各种照明、信号、仪表、报警设备及电路，其功能是保证各种运行条件下人、车的安全，并监视汽车的各种性能指标。（5）辅助电器系统辅助电器系统包括电动刮水器、挡风玻璃洗涤器等。（6）电子控制系统电子控制系统包括电控燃油喷射装置、电子点火装置、制动防抱死装置、自动变速器等系统。该系统利用电脑控制汽车发动机、变速器和制动装置等，使汽车达到最佳的工作状况。注意汽车电器系统中电源与用电设备之间的关系如图1-1所示。图1-1汽车电器系统组成示意图1.1.2汽车电器系统特点（1）两个电源两个电源就是指蓄电池和发电机两个供电电源。蓄电池主要供起动用电，发电机主要是在汽车正常运行时向用电设备供电，同时向蓄电池充电。相关知识丰田普锐斯采用混合动力技术(HybridSynergyDrive)，在传统发动机之外，加上了一套电力驱动系统。动力部件包括一台1.5升四缸75马力的汽油发动机、一个功率50千瓦的电动马达以及一个500伏的镍氢电池。这三个部分在行驶过程中相互配合工作，共同作用去推动车子前进。（2）低压直流汽车电器设备采用低压直流供电，柴油车大多采用24伏直流电压供电，汽油车大都采用12伏直流电压供电。（3）单线（制）并联单线制是指从电源到用电设备只用一根导线连接，而汽车底盘、发动机等金属机体作为另一公共“导线”（即搭铁线）。采用单线制使各用电设备都以并联方式与电源连接，由于导线用量少，线路清晰，安装方便，因此现代汽车广为采用。重点提示现代汽车线路为什么局部还采用双线制？汽车电器设备搭铁时，由于与不同金属相接（如铁、铜与铝、铅与铁），易形成电极电位差，加之有些搭铁部位脏污或生锈，有些搭铁部位是很薄的钣金件，都可能引起搭铁不良，如灯不亮、仪表不起作用、喇叭不响等，因此现代汽车局部采用双线制，设有专门公共搭铁接点，使工作更加可靠。（4）负极搭铁若蓄电池的负极连接到金属机体上，称为负极搭铁；反之，若蓄电池的正极连接到金属机体上，称为正极搭铁。我国标准中规定汽车电器设备必须采用负极搭铁。目前世界各国生产的汽车也大多采用负极搭铁方式。注意在电路图中，全车电路一般有哪几条主干线？在电路图中，汽车线路用颜色和编号加以区分，并以点火开关为中心将全车电路分为５条主干线，即蓄电池火线（B线或30号线）、点火仪表指示灯线（IG线或15号线）、专用线（Acc线或15A线）、起动控制线（ST线或50号线）和搭铁线（E线或31号线）。1.2汽车电路组件现代汽车电器设备繁多，电路密集。各汽车电路除电源和用电设备外，还包括导线、连接器、保护装置、控制装置(开关或继电器)等电路组件。这些电路组件的选用和装配直接影响到用电设备的性能，具备单个电路组件的知识不仅能够帮助汽车维修人员进行正确的故障诊断，还有助于在使用中进行有效的维护保养。1.2.1车用导线车用连接导线，按承受电压高低分为低压导线和高压导线两种类型，其中低压导线按用途又可分为普通低压导线和低压电缆线两种，除起动机与蓄电池的连接线、蓄电池搭铁线采用低压电缆线（如图1-2所示）之外，均采用普通低压导线。高压导线是一种用于汽油机点火系统线路的缆线。（1）低压导线低压导线包括电线与绝缘层(如图1-3所示)，低压导线的选用主要根据用电设备的工作电流来选择，一般原则为：长时间工作的用电设备可选用实际载流量60%的导线，短时间工作的用电设备可选用实际载流量60%～100%的导线。同时，还应考虑电路中的电压降和导线发热等情况，以免影响用电设备的电器性能和超过导线的允许温度。为保证导线有足够的机械强度规定其标称截面积最小不能小于0.5mm2。低压导线的结构与规格参见表1-1，允许载流量参见表1-2。图1-2电瓶线图1-3低压导线示意图相关知识导线标称截面积和导线线芯的几何面积是一样的吗？导线标称截面积和导线线芯的几何面积不一样，它是根据规定换算方法得到的截面积值。表1-1低压导线的结构与规格型号名称标称截面积/mm2线芯结构绝缘层厚度/mm电线最大外径/mm根数直径/mmQVR聚氯乙烯绝缘低压线0.5--0.62.20.6--0.62.30.870.390.62.51.070.430.62.61.5170.520.62.92.5190.410.83.8QFR聚氯乙烯－丁腈复合物绝缘低压线4190.520.84.46190.640.95.28190.740.95.710490.521.06.916490.641.08.025980.581.210.3351330.581.211.3501330.681.413.3表1-2导线允许载流量导线标称截面/mm20.50.81.01.52.53.04.06.01013允许载流量(A)--1114202225355060为了便于识别和检修汽车电器设备，通常将线路中的低压线采用不同的颜色进行标识(如图1-4所示)。在标有双色标的导线上，第一组字母指的是绝缘材料的基本色（主色），第二组字母指的是彩色标号线的颜色（辅助色）。例如：1.5BR/Y的导线表示导线的截面积1.5㎜2，基本色为棕色并带有黄色的彩色标号线。图1-4双色标导线示意图根据我国《汽车拖拉机电线颜色选用规则》的规定，低压导线在选配线时习惯采取两种选用原则：1)以单色线为基础选用时，其单色线的颜色和双色线主、辅色的搭配及其代号分别如表1-3和表1-4所示，其中黑色(B)为专用接地(搭铁)线。2)以双色线为基础选用时，各用电系统的电源线为单色，其余均为双色；其双色线的主色如表1-5所列。当其标称截面积大于1.5mm2时，导线只用单色线，但电源系统可增加使用主色为红色、辅色为白色或黑色的两种双色线。对于标称截面积小于1.5mm2的双色线，其主、辅颜色的搭配可参见表1-6。表1-3低压电线的颜色和代号规定颜色黑白红绿黄棕蓝灰紫橙代号BWRGYBrBLGrVO表1-4双色低压线颜色的搭配与代号代号123456导线颜色BBWBYBRWWRWBWBLWYWGRRWRBRYRGRBLGGWGRGYGBGBLYYRYBYGYBLYWBrBrWBrRBrYBrBBLBLWBLRBLYBLBBLOGrGrRGrYGrBLGrGGrB表1-5电系双色低压线主色的规定系统名称主色代号系统名称主色代号电器装置搭铁线B仪表及报警指示和喇叭系统Br点火起动系统W前照灯、雾灯等外部照明系统BL电源系统R各种辅助电动机及电器操纵系统Gr灯光信号系统G收音机、点烟器等辅助装置系统V防雾灯及车身内部照明系统Y表1-6车用小截面双色低压线主、辅色的搭配表主色辅色红(R)黄(Y)白(W)黑(B)棕(N)绿(G)蓝(BL)红(R)-√√√-√√黄(Y)√√√√△△△蓝(BL)√√√√△--白(W)√√√√√√△绿(G)√√√√√-√棕(N)√√√√-√√紫(V)-√√√-√灰(Gr)√√-√√√√注：√--允许搭配的颜色；△--不推荐搭配的颜色。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导线、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。在线束布线过程中不许拉得太紧，线束穿过洞口或锐角处都应有保护件保护（如图1-5所示）。线束保护件用来覆盖或绑扎线缆，或者将它们固定在其他零件上，使线束免受损坏。一辆汽车可以有多条线束。图1-5线束保护件示意图相关知识屏蔽线如图1-6所示屏蔽线也称同轴射频电缆，它能将导线与外界的磁场隔离，避免导线受外界磁场影响而产生干扰，主要用于点火信号线、无线电天线连接线、氧传感器信号线等。图1-6屏蔽线示意图（2）高压导线图1-7高压导线示意图高压导线是一种用于汽油机点火系统线路的缆线，其表面带有一厚层橡胶绝缘层的导电芯（芯线），耐压性能好，但线芯截面积很小。国产汽车用高压导线有铜芯线和阻尼线两种，为了衰减火花塞产生的电磁波干扰，目前已广泛使用了高压阻尼线。高压阻尼线的制造方法和结构有多种，常用的有金属阻丝式和塑料芯导线式。国产高压导线的型号与规格见表1-7。表1-7高压导线的型号和规格型号名称线芯结构标称外径/mm根数单线直径/mmQGV铜芯聚氯乙烯绝缘高压点火线70.397.0±0.3QGXV铜芯橡皮绝缘聚氯乙烯护套高压点火线GX铜芯橡皮绝缘氯丁橡胶护套高压点火线QG①全塑料高压阻尼点火线12.3重点提示高压导线的绝缘性能是主要指标，其耐压应高于15kv。1.2.2连接器连接器是汽车电路中简单但不可缺少的元件。根据连接件不同，它大致可以分为四类：第一类是连接线束和电器元件（如图1-8所示），第二类是线束与线束的连接（如图1-9所示），第三类是是线束与车身的连接（如图1-10所示），还有一类称为过渡连接器，将连接器中需要连接的导线用短接端子连接起来（如图1-11所示）。图1-8线束与电器元件的连接图1-9线束与线束连接图1-10线束与车身连接图1-11过渡连接器目前大量使用的是插接式连接器(又称插接器)，插接器的种类很多，可供几条到数十条导线使用，插接器的符号和实物对照见图1-12所示。图1-12插接器的符号和实物示意图注意符号涂黑的表示插头，白色的表示插座，带有倒角的表示针式插头。插接器接合时，应将插接器的导向槽重叠在一起，使插头与插孔对准且稍用力插入，这样可以使器件十分牢固地连接在一起。为了防止汽车行驶过程中插接器脱开，所有的插接器均在结构上设计有闭锁装置，如图1-13所示。图1-13插接器的拆卸方法示意图重点提示插头与插座所对应导线的粗细、颜色、符号一般来说完全对应，安装时应注意观察。当需要分开插接器时，应先压下闭锁，使锁扣脱开，然后再将其拉开。拆、装插接器时绝对禁止用力猛拉导线，以防止拉坏闭锁装置或导线。图1-14插接器插脚编号为清楚地表示连接器中各导线的情况，通常都对连接器内的导线插脚进行编号，以便在进行电路的检查时，尽快找到连接器中的各条导线，如图1-14所示。相关知识连接器在电路图上通常用数字、字母及相应的符号表示，如表1-8所示。1.2.3电路保护装置每个电路在电源与用电设备之间均配备有一个或多个电路保护装置，以防止过载或短路时，损坏导线和用电设备。这些装置可能是熔断器、易熔线和电路断路器，或是上述装置的综合应用。（1）熔断器熔断器的材料是铅锡合金，一般装在玻璃管中或直接装在熔断器盒内。当超表1-8连接器的表示方法过规定值的电流流过单个电器的电路时，熔断器就会熔断自动切断电路。如图1-15所示，熔断器按结构型式不同可分为管式、片式等多种型式，其中片式熔断器应用最为广泛。图1-15熔断器注意叶片式熔断器根据其容量大小用颜色编码,其额定电流值标示在塑料封套的上端。通常将熔断器集中安装在一个盒中，并称之为熔断器盒(如图1-16所示)。各熔断器按编号排列，便于检修时识别。图1-16熔断器盒（2）易熔线易熔线是截面大小一定，可长时间通过额定电流的一种铜芯或合金导线（如图1-17所示），通常安装在电源和有大电流流过的电器之间的线路中，保护较大范围的汽车电路。图1-17易熔线相关知识目前在车上有一种可快速更换的熔断器是丝束型熔断器（30A～