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汽车电气设备构造与维修项目一体化教程河南省工业学校机电系——汪红1汽车电气设备构造•项目一汽车电气基础•项目二汽车电源系统•项目三汽车起动系统•项目四发动机点火系统•项目五汽车照明和信号系统2项目一汽车电气基础工作任务：•任务一汽车电气基础的认识•任务二汽车电路图识读3任务一汽车电气基础的认知任务目标•1、了解汽车电气的组成及其特点•2、掌握汽车电气基础元件的作用•3、能正确认识汽车上的电器设备•4、会正确使用检测工具及仪器•5、会检修汽车电气的基础元件4一、任务需求知识一.汽车电气的组成与特点二.汽车电气基础元件三.汽车电气检测常用的工具和仪器四.汽车电气系统故障常用诊断方法51769年第一辆蒸汽汽车1825年第一辆蒸汽公共汽车61886年第一辆三轮内燃机汽车(德国奔茨)•1894年的奔驰碧罗汽车，采用煤油灯作照明。71902年，美国奥兹莫比乐汽车上采用电气照明灯。8房车灶具、冰箱前部宽大的床铺卫浴系统现代化的设备9现代化的旅行车10汽车电子技术的现状与发展趋势•汽车电子技术的发展历史：传统汽车主要由机械部件构成，较少采用电子装置，结构和性能的改善由机械装置实现•汽车电子化进程经历了：二极管、三极管、小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路到超大规模集成电路、微处理机及复杂控制系统。–60年代初：采用简单的电子装置，二极管整流的交流发电机、电子调节器、采用晶体管的电子点火装置等–80年代以来：电子技术广泛应用于汽车–目前：汽车电子化程度已成为衡量一个国家汽车生产技术水平的重要标志11•20世纪50年代前------应用较少，以机械为主，辅以必要的电器设备•20世纪60年代------电子技术得到逐步的应用，主要标志是交流发电机。•20世纪70年代------电子点火、电控喷油，（EFI)、制动防抱死系统(ABS)等多种控制。•20世纪80年代后------电控技术深入到了汽车的各个组成部分，通讯技术、安全技术、可靠性、人性化等多方位发展。12•衡量方法：平均每台汽车电子装置的费用、平均每台汽车电子装置所占汽车成本的比例美国：自60年代初开始汽车电子装置费用逐年增加19701980199019952000年以后2524887216002000—4000••电子元器件所占整车成本比例19701980199019952000以后8.4%10%13%20%40%以上未来高档轿车至少90%功能的实现将由电脑控制。13发动机传动系交流发电机的整流及集成调节器点火控制方面1．电子点火装置：全晶体管式、集成式、无触电分电式、一体化点火线圈式）2．点火正时控制：普通电子点火系———与传统点火系控制原理同，靠机械调节装置完成，受机械结构和性能的限制，控制精度低。微机控制点火提前角：控制精度大大提高燃油供给方面：电子化油器、电子燃油喷射控制发动机最佳电子控制（发动机管理系统）：点火、空燃比、废气再循环、怠速、爆震、喷射等柴油机最佳电子控制离合器电子控制：自动离合器，自动分离、结合自动变速控制巡航控制转向控制：车速感应动力转向—电子控制动力转向发动机和传动系的综合控制：涉及车上网络通信14安全性方面舒适性方面电子防抱死制动控制（ABS）驱动防滑控制（ASR）牵引力控制（TCS）安全气囊、安全带自控（自动锁紧、未系报警）电子主动悬架报警装置：防盗报警、防撞车间距报警、轮胎气压报警电子门锁、车窗自控等、电子后视镜遥控车门座椅自动调整自动空调、自动照明、车用电视机及音响将采用：全自动空调：温度、湿度、清洁度、含氧量自动调节行驶路线最优化选择、道路交通信息指示、声控驾驶等仪表通讯电子钟、电子油耗表、电子温度计、电子转速表、电子车速里程表各种报警显示（未关门、未系安全带等）电话、通讯装置将采用：惯性导航、卫星导航、屏幕显示街道图和交通阻塞情况等15汽车中的电控部分越来越智能化、人性化、大规模集成化；要求的安全性（乘员安全：主动安全，被动安全，事故处理，防盗与监控）、舒适性（易操纵性，平顺性，空气净化，温度调节，低噪声，娱乐）、动力性、制动性、操纵稳定性越来越高；汽车的操作也越来越简单，易于上手。因此让我们学好汽车电子的控制原理与相应的分析、维修是非常必要的和紧迫性。1617新技术的应用1、传感器：将非电类信号采集、转换成电子信息，以便于放大、处理。182、微处理器汽车电子设备采用16位和32位微处理器进行控制，各控制系统之间采用数据通信，控制技术向智能化方向发展。193、执行机构和配电系统4、软件技术5、多通道传输技术6、集成化技术7、光导纤维8、汽车车载电子网络2021发动机的控制增加动力降低油耗改善排放自动变速器的控制降低驾驶劳动强度改善换档特性获得最佳动力22主动安全控制ABS、ASREBD、ESP电动车窗电控门锁防盗系统电动座椅23安全气囊SRS电动后视镜灯光控制倒车防撞24动力转向后悬架控制前悬架控制25电子导航电子仪表自动空调监视报警26电池灯泡EIRU+_负载电源复习电工电子基础知识一、基本原理1、电路模型27复习电工电子基础知识2、串联、并联和混联UIU1U2R1R2UII1I2R1R2R1R2R3R4I1U283、电磁与电磁感应1）右手法则（螺线管）2）左手定律3）右手定则4、电磁感应定律回路中产生的感应电动势的大小与穿过该回路的磁通量的变化率的负值成正比。复习电工电子基础知识29复习电工电子基础知识30复习电工电子基础知识1u2uis铁心（导磁性能好的磁性材料）线圈5、互感原理变压器与点火线圈缺点：拉弧现象、电磁干扰（抑噪器）31复习电工电子基础知识32复习电工电子基础知识二、基本元件1、电阻PTCNTC2、霍尔元件霍尔效应当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。33复习电工电子基础知识3、二级管4、三极管34复习电工电子基础知识35复习电工电子基础知识361.汽车电气的组成•（1）电源系统•（2）起动系统•（3）点火系统•（4）照明和信号系统•（5）仪表和报警系统•（6）辅助电器系统•（7）电子控制装置37（1）汽车电源系统–电源系统包括蓄电池、发电机、调节器。•蓄电池在发动机启动时向启动机供电，同时辅助发电机向用电设备供电。38•发电机为汽车主电源，不但向全车用电设备供电，同时给蓄电池充电。39•调节器使发电机的输出电压保持恒定（13.5V~14.5V）。40（2）汽车用电设备•发动机启动系统–包括直流电动机、传动机构、控制装置。其作用是用于启动发动机。41（3）汽油机点火系统–产生高压电火花，点燃汽油机发动机缸内的混合气。42•（4）照明系统–汽车内外各种照明灯及其控制装置。43•信号系统–包括喇叭、蜂鸣器、闪光器及各种行车信号标识灯。44•（5）仪表系统–包括各种电器仪表（燃油表、车速及里程表、发动机转速表等）。45•（6）辅助电器系统–电动刮水器、空调、低温启动预热装置、收录机、点烟器、玻璃升降器、电动座椅、电动后视镜等。46•（7）电子控制系统–电控发动机、电控制动、电控变速器、电控安全装置等。47（3）全车电路及配电装置48两个电源低压直流单线、并联负极搭铁2.汽车电器设备的特点49保险装置中间继电器充放电指示颜色和编号50低压直流单线制负极搭铁汽车用电设备的额定电压有12V、24V两种。汽油车普遍采用12V电源，而大型柴油车多采用24V电源。主要是因为给蓄电池充电时必须用直流电，所以汽车电源必须直流电。电源到用电设备只用一根导线连接。节省导线、线路清晰、安装检修方便，用电设备不需与车体绝缘。蓄电池的一个电极须接到车架上，俗称“搭铁”。将蓄电池的负极接到车架上，称为“负极搭铁”。51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。•交流发动机产生的电压需要整流器转换成直流电。52两个电源•两个电源，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。53单线制•单线制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。–采用单线制不仅可以节省材料，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。54负极搭铁•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。•负极搭铁，指蓄电池的负极连接到金属车体上。–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。55汽车电器设备电路的组成电源电器设备配电装置蓄电池发电机起动机点火系统照明与信号灯仪表、报警灯辅助电器设备中央接线盒、保险装置、控制开关、导线和接插件等。56（二）汽车电气基础元件1.保险装置2.继电器3.开关4.插接器5.导线571.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58（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。5960612.继电器62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。继电器位置63643.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652.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。663.开关装置673.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。683.开关装置694.插接器704.插接器715.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。72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%）12.51619243242557510513817021573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