搜索
汽车电器胡立新2015年3月目录：一、汽车电器设备二、汽车电源系三、起动系四、点火系五、照明信号、仪表及警报系统六、辅助电气设备七、全车电路八、CAN总线技术一、汽车电器设备1、汽车电器设备的组成和特点2、用电设备的组成及功能1、汽车电器设备的组成和特点1.1、汽车电器设备的组成：汽车电器设备可以归纳为电源系统、用电设备、中间装置三大部分组成。如图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、汽车电器设备的特点:1.2.1、低压：汽车电气系统的标称电压有12V、24V、两种，汽油发动机汽车普遍采用12V，柴油发动机普遍采用24V，12V、24V电气系统的额定电压分别为14V和28V。采用低压电气系统的主要优点是安全。1.2.2、直流：汽车采用直流电气系统的原因是发动机靠电力起动机启动，起动机采用直流电动机由蓄电池供电，而蓄电池必须使用直流电充电，所以汽车电气系统为直流电系。1.2.3、单线并联：单线制是指从电源到用电设备只用一根导线连接，并用汽车发动机、底盘等金属机体作为另一根公用导线。由于单线制节省导线、安装方便，且用电器总成件不需与车体绝缘，因此现代汽车普遍采用单线制。但是在特殊条件下，为了保证电气系统（特别是电子控制系统）的工作可靠性，也需采用双线制。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（并联在蓄电池两端），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。1.2.4、负极搭铁：在单线制中，将电器产品的壳体与车体连接作为电路导电体的方法称为“搭铁”。将蓄电池的负极连接到金属车体上，称为负极搭铁；反之，将蓄电池的正极连接到金属车体上，称为正极搭铁。我国标准《GB2261-71》中规定：为了减少蓄电池电缆的铜端子在车架车身连接处的电化学腐蚀，提高搭铁可靠性，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。2、用电设备的组成及功能2、用电设备（负载-消耗电能元件）的组成及功能：2.1、起动系统：包括直流电动机、起动继电器、控制装置。其作用是用于起动发动机。汽车用电设备由起动系统、点火系统、照明与信号系统、仪表及警报系统、辅助电器设备等组成。电力起动系统的组成2.2、点火系统：汽油发动机点火系的作用是将汽车的低压电变为高压电，并适时送到点火缸火花塞，击穿火花塞间隙，点燃混合气，使发动机做功。按控制方式的不同，汽车点火系统可分为传统点火系统、电子点火系统和微机控制点火系统三种。1、传统点火系2、普通电子点火系3、微机控制点火系已淘汰正在淘汰正在广泛应用2.3、照明与信号系统：照明信号系统包括包括车内外各种照明灯，用以提供夜间或雾天安全行车必须的灯光照明。其中，前照灯是最重要的照明装置。信号系统包括各种信号灯。闪光器、电喇叭与蜂鸣器等，主要提供安全行车必须的警告信号。全封闭式前照灯1—配光镜；2—灯丝；3—插片；4—反射镜常见闪光器类型盆形电喇叭1—磁化线圈；2—活动铁心；3—膜片；4—共鸣片；5—振动片；6—外壳；7—铁心；8—螺母；9—按钮2.4、仪表及警报系统（信息显示系统）：为了便于驾驶人员随时了解汽车特别是发动机的各种工作参数是否正常，以便及时采取措施，防止发生人身和机械事故，汽车上设置各种仪表及警报系统。信息显示系统包括监测发动机和整车状态的各种监测仪表，如电流表、电压表、油压表、温度表、燃油表、车速里程表、发动机转速表等。警报系统包括防盗警报装置、警告警报装置以及各种警报灯，如蓄电池充放电指示灯、紧急情况警报灯、油压过低警报灯、气压过低警报灯、冷却液温度过高警报灯以及各种电子控制系统故障警报灯等。长安CX20组合仪表1.水温报警指示；2.车速里程表；3.左右转向及紧急指示报警灯；4.发动机转速表；5.燃油表、6.小计里程、累计里程、平均油耗、档位显示；7.指示灯；8.切换按钮2.5、辅助电器设备：为给驾驶员和成员提供良好的工作条件和舒适的工作环境，汽车上装有辅助电器系统，如：汽车空调系统、风窗玻璃刮水与洗涤系统、中控门锁与防盗系统、安全气囊系统、门窗玻璃升降系统等。随着汽车技术的发展，辅助电气系统的电器部件将日益增多，主要向娱乐、舒适、方便和安全保障的需求发展。2.5.1、风窗玻璃刮水系统的功能是：刮除挡风玻璃上的雨水、积雪、尘土和污物，为驾驶人员提供良好的视野，确保行车安全。1、5—刮片架；2、4、6—摆杆；3、7、8—连杆；9—蜗轮；10—蜗杆；11—永磁式电动机；12—支架二、汽车电源系1、交流发电机的工作特性2、电压调节器基本类型及工作原理3、蓄电池的充电方法及连接方法1、交流发电机的工作特性发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时（怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰，目前所有汽车均采用交流发电机。1.在发电机内部有一个由发动机带动转子（旋转磁场）2.磁场外有一个定子绕组,绕组有3组线圈(3相绕组)，3相绕组彼此相隔120度3.当转子旋转时，旋转的磁场使固定的电枢绕组切割磁力线（或者说使电枢绕组中通过的磁通量发生变化）而产生电动势。交流发电原理：搭铁+火线中性线励磁普通交流发电机的组件图1—后端盖；2—电刷架；3—电刷；4—电刷弹簧压盖；5—硅二极管；6—散热板；7—转子；8—定子总成；9—前端盖；10—风扇；11—皮带轮普通交流发电机的构造特点:1—后端盖；2—滑环；3—电刷；4—电刷弹簧；5—电刷架；6—磁场绕组；7—定子绕组；8—定子铁心；9—前端盖；10—风扇；11—皮带轮1.1、交流发电机的工作特性：交流发电机的工作特性包括输出特性、空载特性和外特性，其中输出特性最为总要。交流发电机的工作特点是转速变化范围大，对于一般汽油发动机来说，其转速变化约为1:8，柴油机约为1:5，因此分析汽车用交流发电机的特性必须以转速的变化为基础，空载转速与额定转速是测试交流发电机性能的重要依据。1.1.1、输出特性：也称负载特性或输出电流特性，是指发电机电压维持在试验电压Ut时（发电机保持输出电压一定时），发电机的输出电流I与转速m之间的关系，即U=常数Ut时，I=f(n)的函数关系。因此又称为电流—转速特性。一般对标称电压为12V的硅整流发电机，其输出电压恒定在14V；对标称电压为24V的发电机，其输出电压恒定在28V。由输出特性可看出发电机在不同转速下输出功率的请况，它表明：1、发电机只需在较低的空载转速n1时，就能达到额定输出电压值，因此其具有低速充电性能好的优点。空载转速值是选定传动比的主要依据。2、发电机转速升至满载转速n2时，即可输出额定功率的电能，因此其具有发电性能优良的特点。3、当转速升到某一定值以后，输出电流就不再随转速的升高和负荷的增多而继续增大，因此其具有自身控制输出电流的功能，不再需要限流器。由此可见，交流发电机自身具有限制输出电流防止过载的能力，又称为自我保护能力交流发电机的最大输出电流约为额定电流的1．5倍。交流发电机的输出特性1.1.2、空载特性：空载特性是指无负荷时（空载运行），发电机端电压与转速的变化规律。根据试验结果，可以绘出一条I=0时，U=f(n)的空载特性曲线。1.1.3、外特性：外特性是指转速一定时，发电机的端电压与输出电流的关系，即n=常数时，U=f(I)的曲线。外特性曲线可看出，随着负载即输出电流的增加，发电机的端电压会很快下降，且转速越高，下降的斜率越大。转速对端电压的影响较大。当发电机在高转速下运转时，如果突然失去负载，则端电压会急剧升高，这时发电机中的二极管以及调节器中的电子元器件将有被击穿的危险。1.1.4、结论：•发电机电压（输出）一定时，发电机电流存在最大值。（无论转速多高）。即发电机功率存在最大值。•限制发电机输出功率，只要限制发电机输出电压即可。•限制输出电压后，发电机转速增加，不会出现由于电流过高，烧坏发电机的情况。•如果发电机电压过高通常损坏用电设备。2、电压调节器基本类型及工作原理2.1、电压调节器的基本类型：由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为1．7～3，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器，使其输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。交流发电机调节器是把交流发电机的输出电压控制在规定范围内的装置，又称为电压调节器，简称调节器。汽车采用的调节器有触点式和电子式两大类。由于触点式调节器存在体积大、结构复杂、触点振动频率低、触点易烧蚀及故障率高等缺点，不适应现代汽车对电源系统的要求已被淘汰。现在普遍采用的是电子式调节器。2.1.1、电子式调节器分类：1、按结构分类，可分为晶体管式调节器和集成电路式调节器（IC调节器）。晶体管式调节器是指由分立电子元件焊接于印刷电路板而制成的调节器。集成电路式调节器是指用若干电子元件集成在基片上，具有发电机电压调节全部或部分功能的芯片所构成的调节器，目前大多数汽车都采用了集成电路式调节器。与分立元件的晶体管式调节器相比，集成电路式调节器具有体积小、结构紧凑、电压调节精度高、故障率低等特点。集成电路式调节器多装于发电机的内部，这种发电机也被称为整体式发电机。2、按搭铁形式分类，可分为内搭铁型和外搭铁型调节器。内搭铁型调节器是指与内搭铁型交流发电机配套使用的调节器，其特点是第二级开关电路中的晶体管VT2串联在调节器的电源端子“+”与励磁绕组端子F之间。外搭铁型调节器是指与外搭铁型交流发电机配套使用的调节器，其特点是第二级开关电路中的晶体管VT2串联在调节器的磁场绕组端子F与搭铁端子“—”之间。内搭铁型调节器只能配用内搭铁型发电机，外搭铁型调节器只能配用外搭铁型发电机，两者不能互换。内搭铁型发电机：有一只电刷（负电刷）和壳体直接搭铁外搭铁型发电机：两只负电刷与壳体绝缘2.1、电压调节器的工作原理：交流发电机输出电压U与其感应电动势成正比关系，而感应电动势Eф与发电机转速n和每极磁通ф成正比即：U∝Eф=Ceфn当发电机转速变化时，如果要使发电机电压恒定，就必须改变磁极磁通。因为磁极磁通的多少取决于磁场电流的大小，所以发电机转速变化时，只要自动调节磁场电流，就能使发电机电压保存恒定。交流发电机调节器的工作原理是：当交流发电机的转速升高时，调节器通过减小发电机的励磁电流If来减小磁通Ф，使发电机的输出电压UB保持不变。触点式电压调节器工作原理是通过触点开闭，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流If大小；集成电路调节器的工作原理和晶体管调节器的工作原理完全一样，都通过稳压管感应发电机的输出电压信号，利用大功率三极管的导通和截止（开关特性），接通和断开磁场电路，来改变磁场电流If大小，使发电机的输出电压保持恒定。①当VD1＜14.5V时，VD1截止，使VT6截止，VT7、VT8导通，这时VT8供给励磁电流，他励。②当B+＜VD1＜14.5V时，VD1截止，仍由VT8供给励磁电流，但变为自励。③当VD1≥14.5V时，VD1反向击穿导通，使VT6导通，VT7、VT8截止，断开了励磁电路，发电机端电压迅速下降。3、蓄电池的充电方法及连接方法3.1、蓄电池的充电方法及连接方法：蓄电池的充电有恒流充电、恒压充电和快速脉冲充电等方法。3.1.1、恒流充电在充电过程中，保持充电电压恒定的充电方式称为恒流充电。采用恒流充电法可同时对多组蓄电池进行充电，各蓄电池之间采用串联连接。恒流充电的特性曲线一般分为两个阶段：第一阶段以规定的充电电流进行充电，但单格的电压升至2.4V，应将充电电流减为1/2转入第二阶段充电，直到电解液的相对密度达到规定值且2h~3h不变，并有气泡冒出为止。