02汽車電氣基礎(chǔ)課件

第一節(jié)汽車電氣系統(tǒng)的發(fā)展歷程與趨勢一、汽車電氣的發(fā)展歷程社會的需求、法規(guī)的推動，是導(dǎo)致汽車電子技術(shù)蓬勃發(fā)展的根本原因。汽車電子技術(shù)集中圍繞以下幾個方面發(fā)展：滿足用戶需求，大幅提高汽車的性能，使之更舒適、方便、安全、可靠；滿足社會需求，保護(hù)環(huán)境、節(jié)省能源；實(shí)現(xiàn)包括道路在內(nèi)的交通系統(tǒng)智能化，將汽車和社會有機(jī)的結(jié)合起來等等。汽車最早的法規(guī)是關(guān)于安全方面的，隨后陸續(xù)制定了排氣污染和噪音控制、燃油經(jīng)濟(jì)性等一系列日益嚴(yán)格的法規(guī)。它們強(qiáng)制性德推動了電子技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，并形成了汽車電子技術(shù)發(fā)展的四個階段。第一階段：

20世紀(jì)50年代初期至70年代初，主要是開發(fā)由分立元件和集成電路組成的汽車電子產(chǎn)品，應(yīng)用電子裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械裝置，如集成電路調(diào)節(jié)器、電子點(diǎn)火器等。第二階段：20世紀(jì)70年代中期至80年代中期。主要是發(fā)展專用的獨(dú)立系統(tǒng)，電子裝置被應(yīng)用在某些機(jī)械裝置無法解決的復(fù)雜控制功能方面，如電控燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)等。第三階段：20世紀(jì)80年代中期到90年代中期，主要是開發(fā)可完成各種功能的綜合系統(tǒng)及各種車輛整體系統(tǒng)的微機(jī)控制，如集發(fā)動機(jī)控制、自動變速器控制為一體的動力傳動系統(tǒng)控制，制動防抱死/防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)等。第四階段：20世紀(jì)90年代中期開始，主要是研究發(fā)展車輛的智能控制技術(shù)，模擬人的思維和行為對車輛進(jìn)行控制，如汽車自動駕駛系統(tǒng)、自動導(dǎo)航系統(tǒng)等。

目前，汽車電子技術(shù)在運(yùn)用信息技術(shù)將汽車和社會相接合方面獲得較大進(jìn)展，，包括廣泛使用蜂窩電話與全球定位系統(tǒng)（GPS），以及采用多路總線分布式網(wǎng)絡(luò)來集成所有汽車部件的電子控制模塊，使整個系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)融合、故障診斷與一定的自修復(fù)功能。汽車信息和通訊系統(tǒng)功能越來越強(qiáng)大，使駕駛員能獲得的信息量越來越大，提高了舒適性和安全性。二、汽車電氣系統(tǒng)的發(fā)展趨勢（一）雙蓄電池汽車電氣系統(tǒng)起動供電和汽車電氣系統(tǒng)供電分開（二）42V汽車電氣系統(tǒng)

1、優(yōu)點(diǎn)（1）通過電壓提升減少電流載量，可減少線束的線徑，促進(jìn)電器裝置微型化（2）可將發(fā)動機(jī)驅(qū)動的附件分離出來，集成一起由電動機(jī)驅(qū)動，減少發(fā)動機(jī)重量（3）促進(jìn)發(fā)動機(jī)改革，將機(jī)械驅(qū)動改由電驅(qū)動（4）實(shí)現(xiàn)汽車全面電控化（5）促進(jìn)混合動力汽車的發(fā)展

2、實(shí)施方案（1）具有電能管理系統(tǒng)（EEM）的雙電壓汽車電氣系統(tǒng)

14V系統(tǒng)在原有低成本用電設(shè)備上繼續(xù)使用，發(fā)電機(jī)直接向42V大功率用電設(shè)備供電。EEM將用電設(shè)備按等級分類，避免用電高峰。（2）起動機(jī)—發(fā)電機(jī)系統(tǒng)整體的曲軸—起動機(jī)—發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（ISG），具有啟動—停車功能，節(jié)省燃油消耗。有利于發(fā)展混合動力汽車。（三）數(shù)據(jù)總線技術(shù)數(shù)據(jù)總線，就是在一條數(shù)據(jù)線上傳遞的信息可以被多個系統(tǒng)共享，從而最大限度的提高系統(tǒng)整體的效率。減少了車上導(dǎo)線的數(shù)量，縮短了線束的直徑。數(shù)據(jù)總線還將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入整個汽車系統(tǒng)中，加速汽車智能化的發(fā)展。第二節(jié)汽車電氣系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)一、汽車電氣系統(tǒng)組成現(xiàn)代汽車電氣設(shè)備的種類和數(shù)量很多，但總的來說，可以大致分為三大部分，即電源、用電設(shè)備和全車電路及配電裝置。汽車電氣系統(tǒng)按功能可分為電源、起動、點(diǎn)火、照明與信號、儀表與報(bào)警、電子控制裝置、輔助裝置等部分。1、電源系統(tǒng)由蓄電池、發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器及工作狀況指示裝置等組成。其作用是向全車用電設(shè)備提供低壓直流電能。2、起動系統(tǒng)由起動機(jī)、起動繼電器、起動開關(guān)及起動保護(hù)裝置組成。其作用是帶動飛輪旋轉(zhuǎn)使曲軸達(dá)到必要的起動轉(zhuǎn)速。3、點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)由點(diǎn)火線圈、分電器、電子點(diǎn)火器、火花塞、點(diǎn)火開關(guān)等組成。其作用是將低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，適時可靠地點(diǎn)燃?xì)飧字械目扇蓟旌蠚狻?、照明與信號系統(tǒng)由前照燈、霧燈、示廓燈、轉(zhuǎn)向燈、制動燈、倒車燈、電喇叭等及其控制繼電器和開關(guān)組成的電路。照明系的作用是確保車輛內(nèi)外合適的照明；信號系統(tǒng)作用是告示行人、車輛引起注意，指示行駛趨向，指示操縱件狀態(tài)。5、儀表與報(bào)警系統(tǒng)由儀表、傳感器、各種報(bào)警指示燈及控制器組成的電路。其作用是顯示清楚運(yùn)行參數(shù)及交通信息，報(bào)警運(yùn)行性機(jī)械故障，以確保行駛和停車的安全性、可靠性。6、電子控制裝置由電控燃油噴射系統(tǒng)、自動變速器、制動防抱死系統(tǒng)恒速控制及懸架平衡控制等電路。7、輔助裝置由為提高車輛安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性等各種功能的電器裝置組成的電路。一般包括前照燈風(fēng)窗刮水/清洗裝置、風(fēng)窗除霜/防霧裝置、起動預(yù)熱裝置、音響裝置、空調(diào)裝置、車窗電動升降裝置、電動座椅調(diào)節(jié)裝置及中央電控門鎖等裝置組成的電路。三、汽車電氣設(shè)備的特點(diǎn)：

兩個電源、低壓直流、并聯(lián)單線、負(fù)極搭鐵

1、采用直流電。汽車上采用直流電系統(tǒng)，主要從蓄電池的充電來考慮。

2、采用低壓電源。12v、24v3、單線制單線連接的是汽車線路的特殊性，它是指汽車上所有電氣設(shè)備的正極均采用導(dǎo)線相互連接；而所有的負(fù)極則采用直接或間接通過導(dǎo)線與車架或車身金屬部分相連，即搭鐵。

4、負(fù)極搭鐵

5、并聯(lián)連接各用電設(shè)備均采用并聯(lián)。

6、設(shè)有保險(xiǎn)裝置為防止因?yàn)榇铊F或短路而燒壞線束，電路中一般設(shè)有保險(xiǎn)裝置，如熔斷器、易熔線等。

7、汽車線路有顏色和編號特征為區(qū)別各線路的連接，汽車所有低壓線選用不同顏色的單色或雙色線，并在每根導(dǎo)線上進(jìn)行編號。

8、由相對的獨(dú)立系統(tǒng)組成汽車系統(tǒng)由相對獨(dú)立的各個子系統(tǒng)組成，各個子系統(tǒng)之間既有聯(lián)系又有相對的獨(dú)立性。第三節(jié)汽車電器的基礎(chǔ)元件汽車電氣的基礎(chǔ)元件主要是指保險(xiǎn)裝置、繼電器、各種開關(guān)、插接器、導(dǎo)線等，它們是汽車電路的基本組成部分。一、保險(xiǎn)裝置汽車上的保險(xiǎn)裝置主要有熔斷器、易熔線和斷路器。1、熔斷器（熔絲）熔斷器用于對局部電路進(jìn)行保護(hù)，能長時間承受額定電流負(fù)載，但在超過額定負(fù)載25%的情況下,約3min熔斷，而在超過額定負(fù)載100%時，則不到1s即會熔斷。結(jié)構(gòu)一定時，流過熔斷器電流越大，熔斷時間越短。熔斷器為一次性器件，使用須注意：（1）熔斷器熔斷后，必須先查找故障原因，并徹底排除。（2）更換熔斷器時，一定要與原規(guī)格相同，特別不能使用比規(guī)定容量大的熔斷器，否則將失去保護(hù)作用。熔斷器支架與熔斷器接觸不良會產(chǎn)生電壓降和發(fā)熱現(xiàn)象。因此，特別要注意檢查有無氧化現(xiàn)象和臟污。若有臟污和氧化物，須用細(xì)砂紙打磨光，使其接觸良好。2、易熔線易熔線是一種截面積一定的，可長時間通過額定電流的銅芯或合金導(dǎo)線。用于保護(hù)總體線路或較重要電路。如北京切諾基設(shè)有五條易熔線，分別保護(hù)充電電路、預(yù)熱加熱器、霧燈、燈光及輔助電路。3、斷路器斷路器用于正常工作時容易過載的電路中，其原理是利用雙金屬片受熱變形使觸點(diǎn)分離。按作用形式分兩類，如圖所示⒈斷續(xù)作用式：過載變形自動切斷，冷卻后自動復(fù)位，如此往復(fù)直到電路不過載。⒉按鈕復(fù)位式：排除故障后，須按下按鈕手動復(fù)位。二、繼電器

繼電器分為控制用繼電器和功能繼電器。控制繼電器（亦稱負(fù)荷繼電器），在此僅介紹控制繼電器。繼電器是利用電磁方法，實(shí)現(xiàn)自動接通或切斷一對或多對觸點(diǎn)，以完成用小電流控制大電流，以減小控制開關(guān)觸點(diǎn)的電流負(fù)荷。如進(jìn)氣預(yù)熱繼電器、空調(diào)繼電器、喇叭繼電器、霧燈繼電器、中間繼電器等。繼電器通常分為：常開繼電器，常閉繼電器和常開、常閉混合型繼電器。其外形與內(nèi)部原理如圖所示三、點(diǎn)火開關(guān)點(diǎn)火開關(guān)是汽車電路中最重要的開關(guān)，是各條電路分支的控制樞紐。其主要功能是：鎖住轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)軸（Lock）,接通點(diǎn)火儀表指示等（ON或IG），起動(ST或Start)擋，附件擋（Acc主要是收放機(jī)專用），如果用于柴油車則增加預(yù)熱(HEAT)擋。其中起動、預(yù)熱擋因?yàn)楣ぷ麟娏骱艽?，開關(guān)不易接通過久，所以這兩擋在操作時必須用手克服彈簧力，扳住鑰匙，一松手就彈回點(diǎn)火擋，不能自行定位，其他擋均可自行定位。點(diǎn)火開關(guān)的三種表示法點(diǎn)火開關(guān)除控制電路之外，大部分車型點(diǎn)火開關(guān)的鎖體還具有鎖止轉(zhuǎn)向盤的功能，同時還具有防止誤起動的功能。點(diǎn)火開關(guān)只能從OFF擋開始擰到ST擋，當(dāng)沒有起動著發(fā)動機(jī)或發(fā)動機(jī)熄火時，若要重新起動發(fā)動機(jī)，必須將點(diǎn)火開關(guān)擰回到OFF擋，然后，再從OFF擋--ON擋--ST擋。有些轎車的鑰匙采用了電子鑰匙，具有防盜功能。圖示為美國GM汽車公司采用的電子鑰匙防盜系統(tǒng)。其原理是：電子鑰匙上裝有一個電阻晶片。每把鑰匙所用的電阻晶片有一特定的阻值，其范圍在380—12300Ω之間。點(diǎn)火鑰匙除了像普通鑰匙那樣必須與鎖體匹配之外，其晶片電阻值還要與起動機(jī)電路相匹配。線束與電器元件的連接線束與線束的連接線束與車身連接過渡連接器四、連接器

連接器和電線焊片是線路與各電器設(shè)備之間、線路與線路之間的連接部件。連接器可分以下幾類：第一類是連接線束和電器元件；第二類是連接線束與線束；第三類是線束與車身的連接；第四類是過渡連接，將連接器中需要連接的導(dǎo)線用短接端子連接起來。連接器的類型

⑴

導(dǎo)線截面積導(dǎo)線的截面積根據(jù)所用電氣設(shè)備的電流值確定。為保證導(dǎo)線有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，規(guī)定截面積不能小于0.5mm2。銅芯導(dǎo)線截面積∕mm21.0

1.5

2.5

3.0

4.0

6.0

10

13

導(dǎo)線允許截流量∕A

11

14

20

22

25

35

50

60

五、導(dǎo)線

汽車用導(dǎo)線有高壓導(dǎo)線和低壓導(dǎo)線兩種，低壓導(dǎo)線均采用銅質(zhì)多芯軟線。

1、低壓導(dǎo)線汽車12V電器系統(tǒng)主要線路導(dǎo)線截面面積推薦值表導(dǎo)線的使用部位標(biāo)稱截面（mm2）后燈、頂燈、指示燈、儀表燈、牌照燈、燃油表、刮水器等電路0.5轉(zhuǎn)向燈、制動燈、停車燈、分電器等電路0.8前照燈、電喇叭（3A以下）電路1.0前照燈、電喇叭（(3A以上）電路1.5其它5A以上的電路1．5～4．0電源電路4～25起動電路16～95柴油機(jī)汽車電熱塞電路4～6

⑵導(dǎo)線的顏色為了便于識別和維修，電線束中的低壓電線都采用了不同顏色。電線的各種顏色均用字母表示。顏色黑白紅綠黃棕藍(lán)灰紫橙代號BWRGYBrBLGr

VO系統(tǒng)名稱主色代號系統(tǒng)名稱主色代號電器裝置搭鐵線B儀表及報(bào)警指示和喇叭系統(tǒng)Br點(diǎn)火起動系統(tǒng)W前照燈、霧燈等外部照明系統(tǒng)BL電源系統(tǒng)R輔助電動機(jī)及電器操縱系統(tǒng)Gr

燈光信號系統(tǒng)G收音機(jī)、點(diǎn)煙器等輔助裝置V防霧燈及車身內(nèi)部照明系統(tǒng)Y

（3）線束汽車用低壓導(dǎo)線除蓄電池導(dǎo)線外，都用絕緣材料如薄聚氯乙烯帶纏繞包扎成束，避免水、油的侵蝕及磨損。

2、高壓導(dǎo)線

在點(diǎn)火線圈至火花塞之間的電路使用高壓點(diǎn)火線，簡稱高壓線。分為普通銅芯高壓線及高壓阻尼點(diǎn)火線。帶阻尼的點(diǎn)火線可抑制和衰減點(diǎn)火系產(chǎn)生的高頻電磁波，降低對無線電設(shè)備及電控裝置的干擾。第四節(jié)汽車電氣系統(tǒng)故障種類與原因一、線路與電路的基本概念為了使汽車的電器設(shè)備工作，應(yīng)按照它們各自的工作特性及相互間的內(nèi)在聯(lián)系，用導(dǎo)線和車體把電源、電路保護(hù)裝置、控制器件及用電設(shè)備等裝置連接起來，構(gòu)成能使電流流通的路徑，這種路徑稱為汽車電路。汽車電路主要由電源、電路保護(hù)裝置、控制器件、用電設(shè)備及導(dǎo)線組成。汽車電路兩種狀態(tài)：通路、開路。二、汽車電器系統(tǒng)的故障種類汽車電器系統(tǒng)的故障總體上可以分為兩類：一類是電器設(shè)備故障；另一類是線路故障。（1）電氣設(shè)備故障。是指電氣設(shè)備自身喪失其原有功能的故障。包括機(jī)械損壞、燒毀，電子元件的擊穿、老化、性能減退等。在實(shí)際使用和維修中，常常因線路故障而造成電氣設(shè)備故障。電氣設(shè)備故障一般是可修復(fù)的，但一些不可拆卸的電子設(shè)備出現(xiàn)故障后只能更換。（2）線路故障：包括斷路、短路、接觸不良或絕緣不良等。三、汽車電器系統(tǒng)的故障原因：

1、溫度與濕度

2、電壓的波動：瞬間通斷產(chǎn)生的自感電動勢；發(fā)電機(jī)與蓄電池脫線，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)端電壓瞬間升高；電感性元件高頻震蕩引起的震蕩峰值電壓。

3、電器設(shè)備間的相互干擾。

4、其他：如振動、沖擊等。第五節(jié)汽車電氣系統(tǒng)故障檢修方法一、汽車電氣系統(tǒng)檢修主要事項(xiàng)1、拆卸和安裝電器元件時，應(yīng)切斷電源。2、更換熔斷器時，一定要與原規(guī)格相同，切勿用導(dǎo)線替代。3、正確拆裝導(dǎo)線插接器4、在檢修傳統(tǒng)汽車電器裝置時往往用“試火”的辦法來判斷故障部位。在裝有電子線路的汽車上，不允許使用“試火”的方法來判斷故障，否則會給某些電路和電子元