汽车电气设备原理与检修-第1章汽车电气系统基础知识

第一章汽车电气系统基础知识能力目标描述汽车电路基本特点和组成；按绘图规范识读电路图，描述电流走向，分析关联电路；对车内的导线颜色标识、横截面进行识别并查找线路；确定电气部件和插头连接的安装位置；确定电路检测点，记录并评估检测结果；计算导线横截面，选取标准横截面；区分保险丝种类，计算保险丝规格并按照标准选取保险丝；按照规定选取并连接维修线束的部件；制备并铺设电路（线束）；检查并判断电线的状况；加装电气装备的用电负荷估算、控制电路设计、取电点选取；遵守法律、制造商和技术规定。学习内容汽车电路基本特点和组成；电路图符号、图注标识、绘图规则；电路识图的基本方法和流程；导线颜色标识、横截面；电气系统中可测量位置、测量方法和工具选择；保险丝种类、计算保险丝规格；线束部件的维修方法；车上电路布线要求；开关、继电器；用电负荷估算、控制电路设计、取电点选取。点火装置蓄电池照明前雾灯鼓风机发电机起动机保险丝盒可加热后窗玻璃仪表板闪光开关喇叭仪表尾灯电动后视镜1.1汽车电气系统的特点1．单线制2．负极搭铁3．两个电源4．用电设备并联5．低压直流供电1.1汽车电气系统的特点1．单线制所谓单线制，就是利用汽车发动机和底盘、车身等金属机件作为各种用电设备的共用连线（俗称搭铁），而用电设备到电源只需另设一根导线。任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发，经导线流入到用电设备后，通过金属车架流回电源负极而形成回路。采用单线制不仅可以节省材料（铜导线），使电路简化，而且便于安装和检修，降低故障率。但在一些不能形成可靠的电气回路或需要精确电子信号的回路，采用双线。2．负极搭铁所谓搭铁，就是采用单线制时，将蓄电池的一个电极用导线连接到发动机或底盘等金属车体上。若蓄电池的负极连接到金属车体上，称为负极搭铁；反之，若蓄电池的正极连接到金属车体上，称为正极搭铁。我国标准中规定汽车电器必须采用负极搭铁。目前世界各国生产的汽车也大多采用负极搭铁方式。1.1汽车电气系统的特点3．两个电源所谓两个电源，就是指蓄电池和发电机两个供电电源。蓄电池是辅助电源，在汽车未运转时向有关用电设备供电；发电机是主电源，当发动机运转到一定转速后，发电机转速达到规定的发电转速，开始向有关用电设备供电，同时对蓄电池进行充电。两者互补可以有效地使用电设备在不同的情况下都能正常地工作，同时也延长了蓄电池的供电时间。4．用电设备并联所谓用电设备并联，就是指汽车上的各种用电设备都采用并联方式与电源连接，每个用电设备都由各自串联在其支路中的专用开关控制，互不产生干扰。5．低压直流供电汽车电气设备采用低压直流供电，柴油车大多采用24伏直流供电，汽油车大都采用12伏直流电压供电。电磁干扰电磁干扰产生的根源及危害性电磁干扰的检测方法减少电磁干扰的措施1.2汽车电气设备电路组成汽车电气系统主要由电源、用电设备和中间装置组成。如图1.1所示是广州本田雅阁轿车点烟器系统电路。任何电气设备和电控装置要想获得电源供应，中间装置的连接必不可少。常见的连接装置有汽车线束、开关装置、保险装置、继电器、连接端子和连接器等等，这些中间装置的选用和装配直接影响到用电设备的运行状况。1.2.1汽车线束1.汽车用电线按承受电压的高低分类：高压导线和低压导线。⑴导线截面积的正确选择根据用电设备的负载电流大小选择导线的截面积。其一般原则为：长时间工作的电气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%之间的导线。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气性能和超过导线的允许温度。为保证一定的机械强度，一般低压导线截面积不小于0.5mm2。1.2.1汽车线束1.汽车用电线⑴导线截面积的正确选择下表为各种铜芯导线标称截面积的允许载流量。铜芯电线截面积（mm2）0.50.751.01.52.5461016253550载流量（60%）7.59.611.414.419.225.233456382.5102129载流量（100%）12.5161924324255751051381702151.2.1汽车线束1.汽车用电线⑴导线截面积的正确选择下表为汽车12V电系主要电路导线截面积选择的推荐值。汽车类型标称截面积（mm2）用途轿车、货车、挂车0.5后灯、顶灯、指示灯、仪表灯、牌照灯、燃油表、雨刮器电机0.8转向灯、制动灯、停车灯、分电器1.0前照灯的单线（不接保险器）、电喇叭（3A以下）1.5前照灯的电线束（接保险器）、电喇叭（3A以上）1.5－4其他连接导线4－6电热塞4－25电源线16－95起动机电缆1.2.1汽车线束1.汽车用电线⑵导线的颜色为便于安装和检修，汽车采用双色导线，主色为基础色，辅色为环布导线的条色带或螺旋色带，且标注时主色在前，辅色在后。以双色为基础选用时，各用电系统的电源线为单色，其余为双色，双色线的主色见下表。系统名称电线主色代号系统名称电线主色代号电气装置接地线黑B仪表、报警指示和喇叭系统棕Br点火起动系统白W前照灯、雾灯等外部照明系统蓝Bl电源系统红R各种辅助电机及电气操纵系统灰Gr灯光信号系统绿G收放音机、点烟器等系统紫V车身内部照明系统黄Y1.2.1汽车线束1.汽车用电线⑵导线的颜色标称截面积大于1.5mm2的双色线，主辅颜色的搭配见下表。主色辅色红（R）黄（Y）白（W）黑（B）棕（N）绿（G）蓝（U）红（R）—○○○—○○黄（Y）○○○○ΔΔΔ蓝（U）○○○○Δ——白（W）○○○○○○Δ绿（G）○○○○○—○棕（N）○○○○—○○紫（P）—○○○—○Δ灰（S）○○—○○○○注：○－容许搭配的颜色；Δ－不推荐搭配的颜色。1.2.1汽车线束2.汽车线束为使全车线路规整，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。1.2.1汽车线束2.汽车线束⑴线束的包扎①电缆半叠包扎法，涂绝缘漆，烘干，以增加电缆的强度和绝缘性能。②新型线束，局部塑料包扎后放入侧切口的塑料波纹管内，使其强度更高，保护性能更好，查找线路故障方便。⑵线束的安装同一种车型的线束在制造厂里按车型设计制造好后，用卡簧或绊钉固定在车上的既定位置，其抽头恰好在各电气设备接线柱附近位置，安装时按线号装在其对应的接线柱上。各种车型的线束各不相同，同一车型线束按发动机、底盘和车身分多个线束。1.2.2开关装置汽车上所有用电设备的接通和停止，都必须经过开关控制。对开关的要求是坚固耐用、安全可靠、操作方便、性能稳定。1.开关的符号图1.31.2.2开关装置2.点火开关点火开关是汽车电路中最重要的开关，是各条电路分支的控制枢纽，是多档多接线柱开关。其主要功能是：锁住转向盘转轴（Lock），接通点火仪表指示等（ON或IG），起动(ST或Start)挡，附件挡（Acc主要是收放机专用），如果用于柴油车则增加(HEAT)挡。其中起动、预热挡因为工作电流很大，开关不易接通过久，所以这两挡在操作时必须用手克服弹簧力，扳住钥匙，一松手就弹回点火挡，不能自行定位，其他挡均可自行定位。点火开关的结构及表示方法如图所示。1.2.2开关装置点火开关----大众实例点火开关工作位置钥匙取出点火开关关闭！点火开关----大众实例钥匙插入点火开关工作位置点火开关----大众实例点火开关打开点火开关工作位置点火开关----大众实例点火开关打开启动点火开关工作位置1.2.2开关装置3.组合开关多功能组合开关将照明（前照灯、变光）开关、信号（转向、危险警告、超车）开关、刮水器／清洗器开关等组合为一体，安装在便于驾驶员操纵的转向柱上。下图为日产轿车组合开关的挡位和接线柱关系。1.2.2开关装置1.2.2开关装置4．信号型开关对比内容传统的控制开关信号型开关电路连接形式开关与用电设备串联开关与用电设备没有直接电路连接控制形式直接控制间接控制流经开关的电流与用电设备的工作电流相等信号电流很小开关的功能不能改变可以根据需要重新定义1.2.2开关装置信号型开关和传统控制开关的比较1.2.3保险装置当电路中流过超过规定的过大电流时，汽车电路保险装置能够切断电路，从而防止烧坏电路连接导线和用电设备，并把故障限制在最小范围内。汽车上的保险装置主要有：熔断器、易熔线和断路器。1.熔断器和易熔线符号1.2.3保险装置2.易熔线易熔线是一种大容量的熔断器，用于保护电源电路和大电流电路。注：⑴绝对不允许换用比规定容量大的易熔线。⑵易熔线熔断，可能是主要电路发生短路，因此需要仔细检查，彻底排除隐患。⑶不能和其他导线绞合在一起。蓄电池正极易熔线1.2.3保险装置3.熔断器（保险）⑴保险选用原则保险装置标称值=电路的电流值/0.8例如，某电路设计的最大电流为12A，应选用15A的保险。⑵熔断器熔断后的应急修理行驶途中的应急修理，可用细导线代替熔断器。一旦到达目的地或有新熔断器时，应及时换上。注：⑴更换熔断器，一定要用与原规定相同的熔断器。汽车上增加用电设备时，不要随意改用容量大的熔断器，最好另外再安装熔断器。⑵熔断器熔断，必须真正找到故障原因，彻底排除隐患。⑶熔断器支架与熔断器接触不良会产生电压降和发热现象。如发现支架有氧化现象或脏污必须及时清理。熔断器熔断状态1.2.3保险装置4.断路器断路器在电路中用于防止有害的过载（额外的电流）。断路器是机械装置，它利用两种不同金属（双金属）的热效应断开电路。如果额外的电流经过双金属带，双金属带弯曲，触点开路，阻止电流通过。当电路断路器冷却，触点再次闭合，电路导通。当无电流时，双金属带冷却而使电路重新闭合，电路断路器复位。1.2.4继电器继电器可以实现自动接通或切断一对或多对触点，完成用小电流控制大电流，可以减小控制开关的电流负荷，保护电路中的控制开关。如进气预热继电器、空调继电器、喇叭继电器、雾灯继电器、中间继电器、风窗刮水器／清洗器继电器、危险报警与转向闪光继电器等。1.2.4继电器继电器分为：常开继电器，常闭继电器和常开、常闭混合型继电器。继电器的每个插脚都有标号，与中央接线盒正面板的继电器插座的插孔标号相对应。1.2.4继电器大众速腾轿车继电器架1—新鲜空气鼓风机继电器；2—驻车暖风继电器；3—供电继电器；4—大灯清洗装置继电器；5—未占用；A—驾驶员坐椅调整装置的热敏保险丝，30A继电器失效故障树2019.31.2.4继电器小技巧：用继电器实现电路扩展要想在原车上安装额外的电子附件，简单的接入已有的电路中可能会使保险装置或配线过载。采用继电器扩展可有效解决这一问题。1.2.5连接器连接器又叫插接器，现代汽车上使用很普遍。为防止在汽车行驶过程中脱开，均采用闭锁装置。1.连接器的符号和实物示意图。1.2.5连接器2.连接器的拆卸。东风雪铁龙凯旋轿车中间插接器位置图用电设备2019.31.3.1分类汽车电路图汽车电路原理图汽车线路定位图汽车电气线路图汽车电器定位图汽车线束图汽车线路连接器插脚图汽车接线盒（含熔丝盒、继电器盒）平面布置图汽车电子控制电路原理图汽车传统（开关/继电器）控制电路原理图汽车电路原理方框图汽车开关内部位置—电气连接关系图1.3汽车电气设备电路图1.电气线路图2.电路原理图电路原理图重点表达各电气系统电路的工作原理，既可以是全车电路图，也可以是各系统电路原理图（见左图）。⑴汽车传统（开关/继电器）控制电路原理图----右图为广州本田雅阁喇叭控制电路⑵汽车电子控制电路原理图----左图为别克轿车前大灯控制电路原理图⑶汽车开关内部位置—电气连接关系图----广本雅阁电动座椅开关电气连接关系图⑷汽车电路原理方框图方框图是把一个完整电路划分成若干部分，各个部分用方框表示，每一方框再用文字或符号说明功能，各方框之间用线条连接起来，用以表明各部分的相互关系。不必画出元器件和它们之间的具体连接情况。3.电路定位图电路定位图用于指示各电器及导线的具体位置。一般采用绘制的立体图或实物照片的形式，立体感强、能直观、清晰地反映电器在车上的实际位置，具有很高的实用价