47965-汽车电器5-7章

第5章 汽车辅助电器系统原理与检修,5.1 汽车照明系统原理与检修 5.1.1 汽车照明系统组成 汽车照明系统由电源、照明灯具、控制装置等组成。其作用主要是夜间道路照明、车厢内部照明、车辆宽度标示、仪表与夜间检修等。 汽车照明灯按其安装位置和用途不同可分为外部照明灯和内部照明灯。 1.外部照明灯 外部照明灯有:前照灯、后照灯、雾灯、小灯(又称驻车灯、示廓灯)、牌照灯等。其外形如图5-1所示,在车上的位置如图5-2所示。 1)前照灯:又称大灯、头灯,其作用是夜间运行时照明道路,功率为4060W。灯光为白色,包括远光灯和近光灯两种。 2)小灯:又称驻车灯、示廓灯,其作用是汽车夜间行车或停车时,标示其轮廓或存在,前小灯为白色,后小灯为红色,功率为510W。 3)牌照灯:安装在汽车尾部的牌照上方,灯光为白色,其作用是夜间照亮汽车牌照,功率为515W。 4)雾灯:其作用是雨、雾天气用来照明,灯光为黄色,因为黄色有良好的透雾性,功率为3555W。,2.内部照明灯 内部照明灯有:顶灯、阅读灯、仪表灯、工作灯、指示灯、车厢灯、车门灯等。各种内部照明灯如图5-3所示。 1)顶灯:安装在驾驶室的顶部,其作用是对驾驶室内部照明,灯光为白色,功率为58W。 2)指示灯:指示某一系统是否处于工作状态,灯光为红色,功率为2W。如远近光指示灯、转向指示灯、雾灯工作指示灯、空调工作指示灯、驻车制动指示灯、收放机工作指示灯、自动变速器档位指示灯等。 3)警告灯:安装在仪表板上,其作用是用来监测汽车各系统的技术状况,当某一系统出现异常情况时,对应的警告灯亮,提醒驾驶人该系统出现故障,灯光为红色、绿色或黄色,功率为2W,如发动机故障警告灯、机油压力警告灯、冷却液温度警告灯等。 4)仪表灯:安装在汽车仪表上,用于夜间照亮仪表,灯光为白色,功率为28W。 5)阅读灯:装于乘人席前部或顶部,聚光时乘员看书不会给驾驶人产生眩目现象,照明范围小,有的还有光轴方向调节机构。 6)行李箱灯:装于轿车或客车行李箱内,当开启行李箱盖时,自动点亮。 7)门灯:装于轿车外张式车门内侧底部,光色为红色。夜间开启车门时,门灯点亮,以告示后来行人、车辆注意避让。 8)仪表照明灯:装在仪表板反面,用来照明仪表指针及刻度板。,5.1.2 汽车前照灯组成与分类 前照灯(俗称头灯)主要用于夜间行车道路照明,有些车型也兼作超车信号灯。灯光为白色,有两灯制和四灯制两种配置方式,功率一般为 4060W。前照灯有较特殊的光学结构,因为它既要保证夜间车前道路150m以上有明亮而均匀的照明,又要具有防眩目装置。避免夜间两车交会时造成对方驾驶人眩目而发生事故。 1.前照灯组成 前照灯主要由灯泡、反射镜和配光镜三部分组成。结构如图5-4所示。 (1)灯泡 灯泡有充气灯泡、卤钨灯泡和新型高压放电氙灯等几种类型如图5-5所示。 充气灯泡是从玻璃泡抽出空气,再充以氩和氮的混合惰性气体制成的,可以减少钨的蒸发,延长灯泡的使用寿命。 卤钨灯泡是在充入的惰性气体中渗入某种卤族元素,如氟、氯、溴、碘等。 新型高压放电氙灯由弧光灯组件、电子控制器和升压器三大部件组成,光色和日光灯非常相似,灯泡里没有灯丝,取而代之的是装在石英管内的两个电极,管内充有氮气及微量金属。亮度是目前卤素灯泡的3倍左右,克服了传统钨灯的缺陷,完全满足汽车夜间高速行驶的需要。 (2)反射镜 反射镜的作用就是将灯泡的光线聚合并导向前方。其外形及反射镜的聚光作用如图5-6所示。,远光灯丝安装在抛物面的焦点上,灯光经反射镜聚合,再经反射镜反射后变成平行光束射向远方,光度增强几百倍。近光灯丝安装在抛物面的焦点上方或前方,灯光经反射镜后,照亮车前50m路面。 反射镜是抛物型,内表面镀银、铝或铬,再抛光。 (3)配光镜 配光镜(又称散光玻璃)由透镜和棱镜组合,再用透光玻璃压制而成,外形一般为圆形或方形,如图5-7所示。其作用是将反射镜反射出的平行光束进行折射,使汽车前路面和路缘都有良好而均匀的照明。 前照灯分为可拆式、半可拆式、全封闭式三种。 (1)可拆式 由于密封性差,易进入灰尘,影响反射镜的反射能力,从而降低照明亮度,故已被淘汰。 (2)半可拆式 其散光玻璃与反射镜用牙齿紧固结合为一整体,构成泡体,当需要更换配光镜时,应撬开反射镜缘的牙齿,安上新的配光镜后,再将牙齿处复原,结构如图5-8所示。 灯泡从泡体后端拆装,维修方便,是目前汽车上前照灯应用最为广泛的一种。 (3)全封闭式 散光玻璃与反射镜用玻璃制成整体,灯丝直接焊在反射镜的底座上,泡体内充入惰性气体。它可完全避免反射镜被污染,但灯丝损坏时,需整体更换,维修成本高。如图5-9所示。 3.前照灯防眩目措施 汽车前照灯防眩目措施有如下几种方法: (1)用远、近光变换 近光灯光线经反射镜后,只照亮本车前约50m范围路面,夜晚会车时,使用近光灯有一定的防眩目作用。,(2)用配光屏 在近光灯丝下方安配光屏,遮住反射镜下半部分光线,避免近光灯束向斜上方照射。若采用非对称式配光,则在近光灯丝下方安配光屏时,配光屏偏转一个角度,使近光的光形分布不对称,达到防止眩目的目的。前照灯由车灯开关控制,远光与近光的变换由变光开关控制,若作为超车信号时,由超车灯开关控制。,5.1.3 汽车前照灯的检查与调整 目前,主要采用屏幕检验法或仪器检验法,汽车检测站多用仪器检验法。由于各仪器型号不同,其使用方法也不相同,只能参照仪器说明书进行。下面只介绍屏幕检验法: 1)将汽车停在水平路面上,按规定充足轮胎气压,汽车轻载(一名驾驶人乘座)距前照灯5(m)处(具体参数见本车说明书)竖一幕布(或利用白墙壁),在屏幕上画出两条垂直线(一线通过左前照灯的中心,一线通过右前照灯的中心)和二条水平线(一条与前照灯离地H等高,另一条比H低Dmm),比H低Dmm的水平线与两垂直线分别相交于a、b两点,即为光点中心。如图5-10所示。 2)蓄电池充足电情况下,起动发动机(转速为2000r/min),打开前照灯。调整时,把一只前照灯遮住,然后检查另一只前照灯的光束是否对准a或b点。若不符合要求,可通过调整螺钉来调整。然后以同样的方法调整另一侧前照灯。如图5-11所示。,5.1.4 汽车照明系统电路与故障诊断 前照灯电路主要由灯光开关、变光开关、前照灯继电器及前照灯组成。 1.灯光开关 灯光开关有拉杆式、旋转式和组合式等多种形式,现代汽车上用得较多的是一体式组合开关。 2.前照灯继电器 前照灯的工作电流较大,特别是四灯制的汽车,远光15A左右,若用车灯开关直接控制前照灯,车灯开关易烧坏,因此在前照灯电路中设有灯光继电器。它由一对触点和一个磁化线圈组成,外形有四个引脚,为常开式继电器。如图5-13所示。,3.前照灯电路 如图5-14所示为桑塔纳轿车前照灯控制电路,前照灯受点火开关D、灯光总开关E1和位于转向盘左边的转向组合开关操纵的变光开关E4控制。当灯光开关处于2档时,向上拨动组合开关柄接通变光开关b,A路电源经过保险S21、S22接通前照灯近光灯灯丝。电流由电源正极点火开关第三掷(从左起)1档车灯开关第一掷2档变光开关熔丝S21、S22前照灯搭铁。但当松开组合开关柄时,变光开关b在弹簧作用下立即自动切断电源。远光灯还由超车开关直接点动控制,在汽车超车时当成超车信号灯用。,4.本田雅阁轿车照明电路举例 本田雅阁轿车照明系统控制电路如图5-15所示。 (1)前照灯电路 当组合开关转到档时,接通前照灯继电器1、2线圈电路,即多路控制装置(经点火开关供电)前照灯继电器1、2线圈组合开关G401搭铁蓄电池负极。此时,前照灯继电器1、2触点吸合,接通前照灯电路。 当变光器变到远光时,蓄电池正极熔丝F41前照灯继电器2熔丝F45左前照灯远光灯组合开关10脚11脚G401搭铁蓄电池负极,左前照灯远光灯点亮。同时,蓄电池正极熔丝F41前照灯继电器2熔丝F45前照灯远光指示灯组合开关变光器G401搭铁蓄电池负极,前照灯远光指示灯点亮。当变光器变到近光时,蓄电池正极熔丝F41前照灯继电器2熔丝F45左前照灯近光灯G301搭铁蓄电池负极,左前照灯近光灯点亮。 右前照灯远、近光电路与左前照灯电路相似,读者可自行分析。 当会车时,将变光器开关变到近光位置,将远光的搭铁线路切断。此时,只有左、右近光灯亮。当超车时,按下超车灯开关,将远近光灯电路同时接通,左、右远近光灯同时亮。 (2)标志灯、停车灯、尾灯、牌照灯电路 当组合开关转到、档时,多路控制装置(经点火开关供电)尾灯继电器线圈组合开关G401搭铁蓄电池负极。尾灯继电器触点吸合,这时,电路中电流为:蓄电池正极熔丝F41熔丝F54熔丝F10尾灯继电器。一路经G601搭铁回蓄电池负极,点亮尾灯和牌照灯;另一路分别经G201、G301搭铁,点亮前侧标志灯和前驻车灯。,5.照明电路常见故障诊断与排除 (1)常见故障及原因 照明电路常见故障及原因,见表5-1。,(2)故障诊断与排除 诊断时,应根据不同的故障现象采取不同的诊断方法。下面举例说明: 1)前照灯的远近光均不亮。如果远光灯和近光灯都不亮,应先查仪表灯是否亮,如果仪表灯亮,说明车灯开关的电源线正常,将点火开关接通、车灯开关置于2档(前照灯接通如图5-12)位置,测变光开关上的火线接线柱电压是否正常,若电压为零,说明车灯开关至变光开关之间断路或车灯开关有故障;若电压正常,可以连线短接变光开关试验,若灯亮,说明变光开关损坏,应更换。若灯不亮则查变光开关后的线路和灯丝。,2)前照灯一侧亮,另一侧暗。先查两侧灯泡的功率是否相同,可采用互换左右灯泡的办法进行判断。若灯泡功率一致,可用一根导线,一端接车身,另一端接灯光暗淡的灯泡搭铁接柱,若恢复正常,则表明该灯搭铁不良。若灯光无变化,常为变光开关接触不良或连接该灯泡灯丝的插头松动或锈蚀使接触电阻过大所致。可用电源短接法迅速判明故障部位。灯泡搭铁不良时,灯光暗淡,表现在灯泡远光与近光都同时发出微弱。否则就不是灯泡搭铁不良故障,一般是前照灯反射镜有灰尘或氧化,可通过清洁或更换反射镜来排除故障。,5.2 汽车信号系统原理与检修 5.2.1 汽车信号系统的组成 汽车信号装置包括灯光信号装置和声音信号装置两部分。 1.灯光信号 灯光信号有: 1)转向信号灯:装于汽车前后或侧面,用于在汽车转弯时发出明暗交替的闪光信号。 2)危险警告灯:当车辆出现故障停在路面上时,按下危险报警开关,全部转向灯同时闪亮,危险警告灯与转向信号灯共用。 3)示宽灯(前小灯):装于汽车前后两侧边缘,白色,用于标示汽车夜间行驶或停车时的宽度轮廓。 4)尾灯:装于汽车尾部,左右各一只,红色。用于在夜间行驶时向后面的车辆或行人提供位置信息。 5)制动灯:装于汽车后面,用于当汽车制动或减速停车时,向车后发出灯光信号,以警示随后车辆及行人。 6)倒车灯:装于汽车尾部,左右各一只,白色。用于照亮车后路面,并警告车后的车辆和行人,该车正在倒车。 2.声音信号 声音信号有:倒车蜂鸣器、语音、电喇叭等。,5.2.2 转向灯及危险报警装置 转向信号灯系统由闪光继电器(简称闪光器)、转向灯开关、转向信号灯和转向指示灯等组成。当接通危险报警信号开关时,所有转向信号灯同时闪烁,表示车辆遇紧急情况,请求其他车辆避让。根据GB 72582004机动车运行安全技术条件规定,危险警告灯操纵装置不得受点火开关控制。本田雅阁转向灯及危险报警装置位置如图5-16所示。,1.汽车转向灯 用以显示车辆行驶方向。前转向灯为橙色,后转向灯为橙色或红色。转向信号灯的闪光频率国标中规定60120次/min,日本转向信号灯规定(8510)次/min,而且亮暗时间比(通电率)在32为佳。转向信号灯由转向开关控制,其闪光频率由闪光器控制。 2.闪光继电器 常见闪光器有电热式、电容式、电子式三类,其中电热式有直热翼片式和旁热翼片式两种;电子式有晶体管式和集成电路式两类。电热式闪光器结构简单,成本低,但闪光频率不够稳定,使用寿命短,已被淘汰。而电容式闪光器闪光频率稳定,电子式闪光器具有性能稳定、可靠等优点,故被广泛应用。闪光继电器的外形如图5-17所示。 (1)电容式闪光器 电容式闪光器结构原理如图5-18所示。,工作原理: 汽车转向时,接通转向开关,电流经蓄电池“ +”极开关电阻串联线圈常闭触点转向开关转向灯及转向指示灯搭铁蓄电池“-”极,构成回路。 (2)电子式闪光器 无触点电子闪光器如图5-19所示。 工作原理:接通转向开关,+12V电源B接柱R2VT3发射结L接柱转向开关转向灯搭铁电源负极。VT3饱和导通,VT2、VT1截止。由于VT3的发射极电流很小,此时转向灯较暗。同时,电源通过R3对C充电,(上+下-)使得VT3的基极电位下降,达一定值时,VT3截止。VT3截止后,VT2通过R1得到正向电流而饱和导通,VT1也随之饱和导通,+12V电源VT1L接柱转向开关转向灯搭铁电源负极。转向灯中有较大电流通过而变亮。同时,C经R3、R2放电,一段时间后,随着C放电电流减小,VT3基极电位又逐渐升高,当高于其正向导通电压时,VT3又导通,VT2、VT1又截止,转向信号灯由亮变暗。如此循环,使转向灯闪烁。电容C的充放电时间决定闪光频率。,3.转向灯及危险报警电路图 转向灯及危险报警电路如图5-20所示。 工作原理: 当转向灯开关拨到向左时,电流经蓄电池“ +”极开关熔丝F1转向灯开关向左闪光器搭铁蓄电池“ -”极,闪光器工作。触点L输出方波信号,电流经蓄电池“+”极开关熔丝F1转向灯开关向左闪光器L左转向灯搭铁蓄电池“-”极,左转向灯闪烁。 危险警告灯开关接通时,电流经蓄电池“ +”极开关熔丝F2危险警告灯开关闪光器搭铁蓄电池“-”极,闪光器工作。触点L输出方波信号,电流经蓄电池“ +”极开关熔丝F2危险警告灯开关闪光器L左转向灯和右转向灯搭铁蓄电池“-”极,左右转向灯都闪烁。,5.2.3 制动信号装置 制动信号装置主要由制动信号灯和制动信号灯开关组成。制动信号灯开关常见的有气压式和液压式两种。 1.制动信号灯开关 (1)气压式 气压式制动信号灯开关,通常安装在制动系统管路中或制动阀上,控制制动信号灯的火线。结构如图5-21所示。 (2)液压式 液压式制动信号灯开关,通常安装在制动主缸的前端。结构如图5-22所示。,2.制动灯电路 制动灯电路如图5-23所示。 汽车制动时,踩下制动踏板,制动警告灯发亮,以警告后方行驶的车辆。,5.2.4 倒车信号装置 倒车信号装置主要由倒车信号灯、倒车报警开关和倒车蜂鸣器组成。 1.倒车报警开关 倒车报警开关结构如图5-24所示。钢球平时被顶起,当变速杆拨至倒车档时,倒档轴叉上的凹槽恰好对准钢球,钢球在弹簧作用下带动膜片和接触片下移,触点与接触片接触,倒车灯点亮。 2.倒车蜂鸣器 倒车蜂鸣器是一种间歇发声的音响装置,发音部分是一只小功率电喇叭,控制电路是一个由无稳态电路(即多谐振荡器)和反相器组成的开关电路,如图5-25所示。,倒车语音报警器原理如图5-26所示:IC1是储存有语音信号的集成电路,集成块IC2是功率放大集成电路,稳压管VD用于稳定语音集成块IC1的工作电压。为防止电源电压接反,在电源的输入端使用了四个二极管组成的桥式整流电路,这样无论它怎样接入12V电源,均可保证电路正常工作。 解放CA1092汽车倒车信号电路如图5-27所示。将变速杆挂入倒档时,倒档开关接通了倒车报警器和倒车电路,从而发出声光倒车信号。,5.2.5 喇叭信号 汽车上一般采用电喇叭,它具有结构简单、使用维修方便、体积小、声音悦耳等优点。电喇叭有普通电喇叭和电子电喇叭两种。在中小型汽车上多采用螺旋形和盆形的普通电喇叭。 电喇叭实物如图5-28所示。,(1)螺旋形电喇叭 其膜片借中心杆与衔铁、调整螺母、锁紧螺母联成一体。当按下按钮时,电喇叭的电流回路为:蓄电池正极(+)按钮线圈触点搭铁蓄电池负极(-)。螺旋形电喇叭电路如图5-29所示。 (2)盆形电喇叭 当按下喇叭按钮时,喇叭线圈的供电电路为:蓄电池正极喇叭线圈触点喇叭按钮搭铁蓄电池负极。当电路接通时,励磁线圈产生吸力,上铁心被吸下与下铁心撞击,产生较低的基本频率,并激励膜片及膜片联成一体的共鸣板产生共鸣,从而发出比基本频率强得多且分布又比较集中的谐音。盆形电喇叭电路如图5-30所示。,(3)无触点电喇叭 由于普通电喇叭存在触点易烧蚀、氧化,故障率较高等缺陷。现在生产轿车中已开始用无触点的电子电喇叭替代普通电喇叭。其电路如图5-31所示。 工作原理:VT1、VT2、和C1、C2及R1R8组成多谐振荡电路。VT3、VT4、VT5组成功率放大电路。VD2向多谐振荡电路提供稳压电源,VD1有温度补偿作用,使振荡频率稳定,VD3防止电源反接,起保护作用。C3防止电磁波干扰。R6可用于调节喇叭的音量。 (4)电喇叭的型号 电喇叭的型号如图5-32所示:第一部分DL表示电喇叭;第二部分表示电压等级代号,1为12V,2为24V,3为6V;第三部分表示结构代号,1为长筒形,2为盆形,3为蜗牛形;第四部分表示设计序号;第五部分表示音量代号,G表示高音,D表示低音。 (5)电喇叭的调整 电喇叭的调整包括音调和音量的调整。音调的调整靠调整衔铁与铁心间的气隙来实现,铁心气隙小时,膜片的振动频率高,气隙大时,膜片的振动频率低(即音调低)。铁心气隙值(一般为0.71.5mm)。调整方法是:松开锁紧螺母,转动下铁心,使上、下铁心间的间隙调至合适量,拧紧锁紧螺母即可。如图5-33所示。,2.电喇叭控制电路 汽车上常装有两个不同音频的喇叭,其耗用的电流较大(1520A),若用按钮直接控制,按钮容易烧坏。故常采用喇叭继电器控制,其结构与接线方法如图5-34所示。 喇叭继电器由一个磁化线圈和一对常开的触点构成。当按下喇叭按钮时,喇叭继电器线圈通电产生电磁力,触点闭合,大电流通过触点臂、触点流入喇叭线圈,喇叭发音。由于喇叭继电器线圈的电阻较大,因此通过按钮的电流很小,故可起到保护按钮作用。,5.2.6 汽车信号系统的电路与故障诊断 1.汽车信号系统的电路 以CA1092汽车信号电路为例说明: 该车信号电路由转向、倒车、制动、喇叭四种信号组成。如图5-35所示。,图5-35 CA1092汽车信号电路,(1)喇叭信号电路 由喇叭和喇叭继电器两部分组成。当按下喇叭按钮时,电流由电源10A熔丝喇叭继电器线圈BE喇叭按钮搭铁,使喇叭继电器触点闭合,随后喇叭被通电而发声,电流由电源10A熔丝喇叭继电器触点BL高、低音喇叭搭铁。该车喇叭为盆式双音(高、低音)喇叭。 (2)倒车信号电路 由倒车灯和倒车蜂鸣器两部分组成。当倒车灯开关闭合时,倒车灯和倒车蜂鸣器电路被接通。电流由电源5A熔丝倒车开关倒车灯与倒车警报器搭铁。 (3)制动信号电路 由制动信号灯和制动开关两部分组成。当汽车制动时,安装在制动阀上的两个制动开关(双回路气制动系统)闭合,使制动灯电路接通。 (4)转向及危险报警信号电路 由转向开关、闪光器、转向灯三部分组成。当转向时,拔动转向开关(左或右)电流由电源10A熔丝闪光继电器B闪光继电器L转向开关转向灯(左或右)搭铁。转向灯(左或右)闪烁,转向灯开关装在转向盘下部的转向柱上,由驾驶人操纵,具有自动回位机构,当转向盘回位时,将转向开关自动地回到原始的断开位置。 危险警告灯开关接通时,电流由电源10A熔丝闪光继电器B闪光继电器L转向开关左右转向灯搭铁,左右转向灯同时闪烁。 2.汽车信号系统故障诊断 (1)转向灯电路的检修 转向灯电路常见故障有单边不亮、频率不当等。 1)单边不亮:说明电源电路到转向灯开关均正常,故障出在转向灯支路上(有断路),应检查灯丝有无烧断,灯泡是否接触不良,插接器是否接触不良。,2)转向灯不闪烁:故障原因为电源闪光继电器转向开关的电源线路中断路;闪光继电器损坏和转向开关损坏,排除方法可将其重新接好、修理或更换。 3)左转向时闪光正常而右转向时闪光变快:原因为右转向灯瓦数小;右转向灯有一只灯泡坏或线路有接触不良处,可按规定安装或更换电池,使搭铁良好,故障排除。 4)右转向时,转向灯闪烁正常,但左转向时前面对面两前位灯均微弱发光:原因为左前位灯搭铁不良(采用双丝灯泡时),使搭铁良好,故障排除。 5)接通转向开关,闪光继电器立即烧坏:发现转向开关至某一转向灯之间的线路中有短路搭铁处,找出搭铁处重新绝缘,故障排除。 (2)倒车灯、倒车报警器电路故障检修 倒车灯常见故障有以下三种: 1)倒车灯不亮。先查看倒车灯熔丝是否烧断;若完好,可将倒车灯开关短接,短接后灯变亮,说明倒车灯开关失效;短接后灯仍不亮,可查倒车灯灯丝是否烧断,灯座是否接触不良;最后用试灯查线路是否断路。 2)倒档挂不进。遇此故障,可旋出倒车灯开关再重挂,挂进了说明倒车灯开关钢球卡死、漏装垫圈或垫圈太薄;重挂挂不进,说明变速器有故障。 3)仅倒档不亮,其余档位倒车灯全亮。常开式与常闭式倒车灯开关装反了。 倒车报警电路故障的诊断方法同上。发现倒车报警器失效,一般作换件处理。在有电子配件来源的情况下,可拆开报警器外壳,检查各分立元件的性能并修复使用。 (3)喇叭电路故障检修 一般是喇叭损坏,熔断器烧断,喇叭继电器损坏,喇叭按钮故障,线路出现故障所致。可用分段短路法诊断出故障部位。,5.3 汽车风窗清洁装置 汽车风窗清洁装置由风窗玻璃刮水器、风窗玻璃洗涤器与除霜装置三部分组成。其作用是清除风窗玻璃上的雨水、雪、尘土或污物,保证驾驶人有良好的驾驶视线。 5.3.1 电动刮水器 汽车上采用的刮水器按动力源的不同有真空式、气动式和电动式三种。因电动刮水器动力大、容易控制、不受发动机工况影响,故目前汽车上广泛应用的是电动式刮水器。一般汽车在前风窗装有刮水器,部分汽车前后风窗都装有刮水器。 1.电动刮水器的结构 电动刮水器由直流电动机、传动机构、刮臂和刮片组成。如图5-36所示。由一个微型直流电动机、蜗轮箱组成驱动部分,蜗轮的旋转运动由曲柄、连杆、摆杆变成左右往复摆动,刮水臂装在摆杆轴上。,2.电动刮水器的变速原理 由于电动刮水器的动力来源是直流电动机,故刮水器的变速就是直流电动机的变速。直流电动机的转速公式为 n= 式中 U电动机端电压; I通过电枢绕组的电流; R电枢绕组的电阻; k常数; Z正、负电刷间串联的绕组(导体)数; 磁极磁通。,(1)磁通调速工作原理 磁通调速工作,它只适合于绕线式直流电动机。如图5-37所示。 当刮水开关在位置(低速)时,电流由蓄电池“+” 点火开关熔断器接线柱接触片后,分为两路: 一路经过接线柱串联线圈电枢搭铁蓄电池负极形成回路;另一路经过接线柱并联线圈搭铁蓄电池负极而形成回路。此时,由于串联线圈和并联线圈都有电流通过,产生方向相同的磁场,两磁场叠加,使磁通增加,故电动机以低速运转。 当刮水器开关在位置(高速)时,电流由蓄电池“+” 点火开关熔断器接线柱接触片接线柱串联线圈电枢搭铁蓄电池负极形成回路。此时由于并联线圈回路被隔断,电流全部流经电枢,故电动机以高速运转。 (2)改变电刷间的导体数目变速 导体数目调速工作,它只适合于永磁式直流电动机。如图5-38所示。采用三刷式结构,B1为低速运转电刷,B2为高速运转电刷,B3为公共电刷。B1与B2相差60,电枢采用对称叠绕式。,当电动机工作时,在电枢内同时产生反电动势,其方向与电枢电流的方向相反。只有当外加电压U与反电动势几乎相等时,电枢的转速才趋于稳定。 当开关拨向L时,电源电压U加在B1与B3电刷之间,电流经过由、与、组成的两条并联分流回路,每条回路中串联的有效线圈各三个,串联线圈(导体)数相对较多,故反电动势较大,电动机以较低转速运转。 当开关拨向H时,电源电压U加在B2和B3电刷之间,电流经过由、与、组成的两条并联分流回路,由于线圈和线圈、的绕线方向相反,产生方向相反的电动势与反电动势互相抵消,只有两个线圈的反电动势与电源电压平衡,故反电动势较小,电动机以较高转速运转。可见,并联回路中串联线圈(导体)数目减少,能使电动机转速升高。,3.刮水器自动复位装置 当刮水器停止工作时,为了避免刮水片停在风窗玻璃中间,影响驾驶人视线,汽车上电动刮水器都设有自动复位装置。其功能是在切断刮水器开关时,刮水片能自动停在驾驶人视野以外的指定位置。电路如图5-39所示。,4.刮水器电子间歇控制 汽车在小雨或雾天行驶,风窗玻璃上微量水分和灰尘会形成一层发粘的表面,如果刮水器仍按原来那样不断地工作,会使玻璃模糊影响视线,引起刮片的颤动,同时也会对玻璃有损伤。电动刮水器的电子间歇控制按其间歇时间能否调节可分为可调式和不可调式。下面以同步振荡电路控制的间歇刮水器为例介绍其工作过程,电路如图5-40所示。,5.3.2 风窗清洗装置 汽车上增加风窗玻璃清洗装置,是为了更好地消除附在风窗玻璃上的灰尘污物,它与刮水器配合使用,保证驾驶人有良好的视线,同时避免划伤玻璃。 风窗清洗装置的组成如图5-41所示,主要由储液罐、清洗泵、软管、三通、喷嘴等组成。 洗涤泵由永磁直流电动机和离心式液片泵组装成为一体,安装在储液罐上或管路内,喷射压力达7088kPa。喷嘴安装在风窗玻璃下面,其喷射方向可以调整,使水喷射在风窗玻璃的合适位置,使用时应先开洗涤泵后开刮水器。洗涤泵连续工作的时间一般不超过1min,在喷水停止后,刮水器应继续刮25次,以达到较好的洗涤效果。,5.3.3 除霜装置 汽车风窗玻璃在下雪天或气温较低的情况下易结霜,这些霜刮水器是无法清除的,会严重影响驾驶人视线,因此汽车上装有除霜装置。汽车前、侧风窗玻璃上的霜层通常是利用空调系统中产生的暖气,达到清除结霜的目的,后风窗玻璃多使用电热式除霜。 后风窗玻璃除霜装置电路如图5-42所示。 工作过程如下: 1)除霜开关置“关”位置时,控制电路及指示灯电路被断开,除霜装置及指示灯均不工作。 2)除霜开关置“开”位置时,除霜器可经手动开关直接搭铁,使除霜电路及指示灯接通,除霜装置及指示灯均工作。电流由蓄电池“+”点火开关熔丝除霜器开关除霜器搭铁,形成回路。,5.3.4 奥迪轿车刮水及清洗装置控制电路 奥迪轿车刮水及清洗装置控制电路如图5-43所示,其工作过程如下。 1.低速档 当刮水器开关位于档位“1”时,电流由蓄电池正极卸荷继电器熔断器刮水器开关53a和53刮水器电动机53搭铁,此时刮水器电动机低速档工作。 2.高速档 当刮水器开关位于档位“2”时,电流由蓄电池正极卸荷继电器熔断器刮水器开关53a和53刮水器电动机53b搭铁,此时刮水器电动机高速档工作。 3.自动停机复位 当刮水器开关位于“0”档时,若此时刮水片没有回到规定位置,则刮水器电动机自动复位开关触点S3与S5相接,电流由蓄电池正极卸荷继电器熔断器刮水器电动机53a、S5和31b间歇控制器的31b、常闭触点S2和53e刮水器开关53e和53刮水电动机53搭铁,电动机仍继续旋转,直到刮水片到达规定位置时,复位开关中的触点S3与S5断开而与S4接通,电动机被短路,产生制动转矩,刮水器回到规定的位置。,4.间歇档 当刮水器开关位于“”档时,晶体管VT导通,间歇控制器中的触点S2打开、S1闭合,电流由蓄电池正极卸荷继电器间歇控制器接线柱15、触点S1、接线柱53e刮水器开关53e和53刮水器电动机53搭铁,此时刮水器以低速档工作。 当刮水器到达规定位置时,复位开关中触点S3与S4接通,即S3搭铁,使间歇控制器中31b为低电位,C点电位下降,晶体管VT截止,间歇控制器触点K1断开,刮水器电动机停止工作。此时C2处于放电状态,随着放电过程的进行,C点电位升高,晶体管VT又导通,刮水器电动机再次以低速工作。 可见,C2的不断充电、放电,晶体管VT就会导通截止反复翻转,如此形成间歇刮水过程。刮洗时间为24s,间歇时间为46s。 5.点动档 当刮水器开关位于“TiP”档时,刮水器电动机低速工作,松开刮水器开关手柄,开关自动跳回“0”档,刮水器在复位开关的作用下,回到规定的位置。,5.4 电动车窗 电动车窗系统可以使驾驶人或乘客在座位上利用开关,控制车窗玻璃自动上升或下降。 5.4.1 电动车窗的构造 电动车窗系统主要由双向直流电动机、车窗玻璃升降器、控制开关、继电器、断路器等装置组成。电动机有永磁式和双绕组串励式两种。每个车窗都装有一个电动机,通过开关控制它的电流或磁场方向,使车窗玻璃上升或下降。 电动车窗在汽车上的安装位置及组成如图5-44所示。,电动车窗控制系统主要由车窗、电动玻璃升降器、电动机、开关(主控开关、分控开关)等组成。 电动玻璃升降器常见的有交叉臂式玻璃升降器、钢丝滚筒式、齿轮式和齿扇式等几种。如图5-45图5-48所示。,钢丝滚筒式玻璃升降器双向直流电动机前端安装有减速机构,其上安装一个绕有钢丝的滚筒,玻璃卡座固定在钢丝上且可在滑动支架上移动。 齿扇式玻璃升降器双向直流电动机带动蜗轮蜗杆减速改变方向后,驱动齿扇,从而使玻璃上下移动,齿扇上安有螺旋弹簧,当门窗下降时螺旋弹簧收缩,当门窗上升时螺旋弹簧伸展,达到直流电机双向负荷平衡的目的。 控制开关有两套:一套为主控开关,安装在驾驶人侧车门扶手上或仪表板,由驾驶人控制玻璃升降。另一套为分控开关,安装在每个车门扶手上,可由乘客控制玻璃升降。主控开关上还安装有控制分开关的总开关,如果它断开,分开关就不起作用。若带有延迟开关的电动车窗系统,可在点火开关关断后约10min内,或在车门打开以前,仍提供电源,使驾驶人和乘客有时间关闭车窗。 为了防止电机过载,在电路或电动机内装有一个或多个双金属片式热敏断路器,用以控制电机中的电流。若车窗玻璃因某种原因卡住(如结冰),即使操纵开关没有断开,双金属片式热敏断路器会因电流过大发热,双金属片变形自动断路。,5.4.2 电动车窗控制系统电路 如图5-49所示为电动车窗控制系统线路图。它采用永磁式直流电机驱动车窗玻璃升降,其基本原理是:通过控制开关改变直流电机的电流方向,达到改变电机的运转方向,从而使玻璃上升或下降。,每个车窗的电动机均要通过主控开关搭铁,所以电流不仅通过每个车窗上的分控开关,还要通过主控开关。有的汽车在主控开关上安装断路开关(锁定开关)。如将断路开关断开,各分控开关则不起作用。 工作过程: 1.驾驶人侧控制 当点火开关闭合,驾驶人侧控制上升时,电流由蓄电池“+” 点火开关电路断路器主控开关左前门窗UP驾驶人侧门窗电动机搭铁,给驾驶人侧门窗电动机提供电源,驾驶人侧玻璃上升。 下降与上升控制原理相同。 2.其他门窗的升降控制 如左后门窗,不仅可通过每个车窗上的分控开关控制,还可通过驾驶人侧主控开关控制。 1)当驾驶人侧控制左后门窗上升时,电流由蓄电池“+”点火开关电路断路器主控开关左后门窗UP分控开关左后门窗UP左后门窗电动机搭铁,给左后门窗电动机提供电源,左后门窗上升。 2)当分控开关控制左后门窗上升时,电流由蓄电池“+”点火开关电路断路器分控开关左后门窗UP左后门窗电动机主控开关左后门窗DOWN搭铁,给左后门窗电动机提供电源,左后门窗上升。 3)其他门窗的升降操纵与上述操纵方法相同。,5.4.3 电动天窗工作原理 电动天窗主要由电动电动机、天窗玻璃、控制开关、天窗继电器、限位开关、盖板、密封条等装置组成。每个天窗都装有电动机,通过开关控制它的电流或磁场方向,使天窗玻璃打开或关上。 电动天窗的分解如图5-50所示。,1)天窗打开:接通点火开关且天窗开关按至“OPEN”位置时,信号从天窗开关送到天窗继电器,此时天窗限位开关No.2接通,继电器工作,电动机转动,打开天窗。 2)天窗关闭:接通点火开关,天窗完全打开且限位开关No.1和限位开关No.2均接通时,当天窗开关被按至“CLOSE”位置,信号从天窗开关送到天窗继电器,继电器工作,电动机转动,关闭天窗。 天窗限位开关No.1断开,限位开关No.2接通,且天窗在全闭位置前100mm位置时,信号从限位开关No.1输送给天窗继电器,该信号使继电器工作,控制天窗停在该位置。 为了彻底关闭天窗,重新把天窗开关按在“CLOSE”位置,使继电器工作,只要按着天窗开关,天窗则完全关闭。 5.4.4 电动车窗故障的检修 电动车窗常见故障有电动车窗不工作、电动车窗有异响、电动车窗发卡、阻滞等,故障的原因、检修的方法见表5-2。,5.5 电动后视镜 5.5.1 电动后视镜的结构 电动后视镜主要由直流电动机、车镜支架、连接机构、镜面玻璃等构成,如图5-52所示。 直流电动机采用双向永磁式,每个后视镜安装两个,一个电动机控制上下方向的转动,另一个电动机控制左右方向的转动。每个电动后视镜都用一个独立控制开关,控制杆可多方向移动,可使一个电动机工作或两个电动机同时工作。有的电动后视镜还带有伸缩功能,由伸缩开关控制伸缩电动机工作,使后视镜伸出或缩回。,5.5.2 电动后视镜的控制原理 以丰田威驰轿车为例来说明电动后视镜的控制原理,丰田威驰轿车电动后视镜的电路如图5-53所示。,当点火开关处于ACC档时,蓄电池电源经过一系列熔丝,通过遥控后视镜开关的上/下、左/右操作,控制后视镜电动机相应动作,从而带动后视镜作上/下或左/右方向的运动。 电源电流:蓄电池电源F10熔丝盒50A AM1熔丝点火开关ACC档15A ACC熔丝外后视镜开关端子8。 左后视镜的运动:将左右选择开关拔至“L”。 左后视镜向上运动:当后视镜操作开关处于上位置时,开关4-8接通,6-7接通,电流方向:外后视镜开关端子8外后视镜开关端子4上/下电动机外后视镜开关端子6外后视镜开关端子7搭铁蓄电池负极。上/下电动机控制后视镜向上运动。 左后视镜向下运动:当后视镜操作开关处于下位置时,开关6-8接通,4-7接通,电流方向:外后视镜开关端子8外后视镜开关端子6上/下电动机外后视镜开关端子4外后视镜开关端子7搭铁蓄电池负极。上/下电动机控制后视镜向下运动。 左后视镜向左运动:当后视镜操作开关处于左位置时,开关5-8接通,6-7接通,电流方向:外后视镜开关端子8外后视镜开关端子5左/右电动机外后视镜开关端子6外后视镜开关端子7搭铁蓄电池负极。左/右电动机控制后视镜向左运动。 左后视镜向右运动:当后视镜操作开关处于右位置时,开关5-7,6-8接通,电流方向:外后视镜开关端子8外后视镜开关端子6左/右电动机外后视镜开关端子5外后视镜开关端子7搭铁蓄电池负极。左/右电动机控制后视镜向右运动。 右后视镜的运动:右侧后视镜的调整与上述方法相同,只要将左右选择开关拔至“R”即可。,5.6 电动中控门锁 为提高汽车使用的便利性和行车的安全性,现代汽车越来越多地安装电动中控门锁。 电动中控门锁的功能: 1)中央控制:当驾驶人锁住其身边的车门时,其他车门也同时锁住,驾驶人可通过门锁开关同时打开各个车门,也可单独打开某个车门。 2)速度控制:当行车速度达到一定时,各个车门能自行锁上,防止乘员误操作车门把手而导致车门打开。 3)单独控制:除在驾驶人身边车门以外,还在其他车门设置单独的弹簧锁开关,可独立地控制一个车门的打开和锁住。 5.6.1 电动中控门锁的结构 目前汽车上装用的中控门锁种类很多,但其基本组成主要有门锁开关、门锁执行机构和门锁控制器。 (1)门锁开关 大多数中控门锁的开关都是由总开关和分开关组成,总开关装在驾驶人身旁车门上,驾驶人操纵总开关可将全车所有车门锁住或打开;分开关装在其他各个车门上,可单独控制一个车门。门锁开关如图5-54所示。,(2)门锁执行机构 中控锁执行机构是用于执行驾驶人的指令,将门锁锁止或开启。门锁执行机构有电磁式、直流电动机式和永磁电动机式3种驱动方式。其结构都是通过改变极性转换其运动方向,从而执行锁门或开门动作。 1)电磁式:它内设2个线圈,分别用来开启、锁止门锁,门锁集中操作按钮平时处于中间位置。当给锁门线圈通正向电流时,衔铁带动杆左移,门被锁住;当给开门线圈通反向电流时,衔铁带动连杆右移,门被打开。电磁式门锁执行机构结构如图5-55所示。 2)直流电动机式:它是通过直流电动机转动并经传动装置(传动装置有螺杆传动、齿条传动和直齿轮传动)将动力传给门锁锁扣,使门锁锁扣进行开启或锁止。由于直流电动机能双向转动所以通过电动机的正反转实现门锁的锁止或开启。这种执行机构与电磁式执行机构相比,耗电量较小。直流电动机式执行机构结构如图5-56所示。,3)永磁电动机式:永磁电动机多是指永磁型同步电动机。它的作用与前两种基本相同,结构差异较大。转子带有凸齿,凸齿与定子磁极径向间隙小而磁通量大。定子上带有轴向均布的多个电磁极,而每个电磁线圈按径向布置。定子周布铁心,每个铁心上绕有线圈,当电流通过某一相位的线圈时,该线圈的铁心产生吸力吸动转子上的凸齿对准定子线圈,的磁极,转子将转动到最小的磁通处,即是一步进位置。要使转子继续转动一个步进角,根据需要的转动方向向下一个相位的定子线圈输入一脉冲电流,转子即可转动。转子转动时,通过连杆使门锁锁止或开启。 (3)门锁控制器 门锁控制器是为门锁执行机构提供锁止/开启脉冲电流的控制装置。无论何种门锁执行机构都是通过改变执行机构通电电流方向控制连杆左右移动,实现门锁的锁止和开启。 门锁控制器的种类很多,按其控制原理大致可分为晶体管式、电容式和车带感应式3种门锁控制器。 1)晶体管式:晶体管式门锁控制器内部有2个继电器,一个管锁门,一个管开门。继电器由晶体管开关电路控制,综利用电容器的充放电过程控制一定的脉冲电流持续时间,使执行机构完成锁门和开门动作。晶体管式中控门锁机构如图5-57所示。,图5-57 晶体管式中控门锁机构 1门锁开关 2门锁控制电路 3开门控制电路 4接电源 5闭锁继电器 6开锁继电器 7、8连其他门锁 9门锁执行机构(电磁式) L闭锁 U开锁,图5-58 电容式中控门锁系统 1电容器 2开锁开关 3接电源 4热敏断路器 5闭锁继电器 6开锁继电器 7、8接其他门锁 9、10电磁式门锁执行机构,2)电容式:该门锁控制器利用电容器充放电特性,平时电容器充足电,工作时把它接入控制电路,使电容器放电,使继电器通电而短时吸合,电容器完全放电后,通过继电器的电流中断而使其触点断开,门锁系统不再动作。电容式中控门锁系统如图5-58所示。 3)车速感应式。装有一个车速为10km/h的感应开关,当车速大于10km/h时,若车门未上锁,驾驶人不需动手,门锁控制器自动将门上锁。车速感应式中控门锁机构如图5-59所示。,图5-59 车速感应式中控门锁机构,5.6.2 中控锁的遥控原理 中控锁的无线遥控功能是指不用把钥匙键插入锁孔中就可以远距离开门和锁门,其最大优点是:不管白天黑夜,无需探明锁孔,可以远距离、方便地进行开锁(开门)和闭锁(锁门)。 遥控的基本原理是:从车主身边发出微弱的电波,由汽车天线接收该电波信号,经电子控制器ECU识别信号代码,再由该系统的执行器(电动机或电磁线圈)执行启/闭锁的动作。该系统主要由发射机和接收机两部分组成。 1.发射器 发射器也称遥控器,由发射开关、发射天线(键板)、集成电路等组成。键板与信号发送电路组成一体。,图5-60 发射器外形,2.接收机 发射器利用FM调制发出识别代码,通过汽车的FM天线进行接收,并利用分配器进入接收机ECU的FM高频增幅处理器进行解调,与被解调节器的识别代码进行比较;如果是正确的代码,就输入控制电路并使执行器工作。 门锁遥控系统通常由1个便携式发射器机和1个车内接收机组成,从发射机发出的可识别信号由接收机接收并解码,驱动门锁打开或锁止,其主要作用是方便驾驶人锁门或开门。 5.6.3 电动中控门锁电路分析 以丰田威驰轿车为例,其电动门锁电路如图5-61所示。 电动门锁控制继电器D4接收来自主开关D10和左前门车门锁的信号,然后驱动门锁电动机,其中左前门锁电动机、右前门锁电动机、左后门锁电动机、右后门锁电动机并联接入门锁控制继电器的3脚和1脚,ACT+和ACT-为门锁电动机控制信号输出端。,图5-61 丰田威驰轿车电动门锁电路图,5.7 电动座椅 汽车座椅的主要功能是为驾驶人及乘员提供便于操作、舒适又安全、不易疲劳的驾乘位置。汽车座椅应满足以下要求:在乘员室内布置要合适,尤其是驾驶人的座椅,必须处于最佳的驾驶位置。 电动座椅是指以电动机为动力,通过传动装置和执行机构来调节座椅的各种位置,使驾驶人或乘员乘坐舒适的座椅。 5.7.1 电动座椅的组成 电动座椅一般由控制开关、双向电动机和传动机构组成。典型电动座椅的结构如图5-62所示。,图5-62 典型电动座椅结构,1.控制开关 控制装置接受驾驶人或乘员输入的命令,控制执行机构完成电动座椅的调整。电动座椅组合开关包括前倾开关、后倾开关和四向开关(即上下和前后),如图5-63所示。,2.双向电动机 电动座椅中使用的电动机一般为永磁式双向直流电动机。它通过控制开关来改变流经电动机内部的电流方向,从而实现转动方向的改变。 3.传动机构 电动座椅的传动机构主要由变速器(蜗轮蜗杆)、联轴装置、电磁阀等组成。其作用是把直流电动机产生的旋转运动,变为座椅的位置调整。 前后调整传动机构如图5-64所示,由蜗杆、涡轮、齿条、导轨等组成,齿条装在导轨上。调整时,直流电动机产生的力矩经蜗杆传至两侧的蜗轮上,经齿条的带动,使座椅前后移动。,上下调整传动机构如图5-65所示,由蜗杆轴、蜗轮、心轴等组成。调整时,直流电动机产生的力矩带动蜗杆轴,驱动蜗轮转动,使心轴在蜗轮内旋进或旋出,带动座椅上下移动。,5.7.2 电动座椅的控制电路 电动座椅控制电路的原理与电动车窗的控制电路相似,通过调整开关控制双向直流电动机的电流方向。 如图5-66所示为雷克萨斯LS400轿车电动座椅控制电路(不带储存功能),该电动座椅包括滑动电动机、前垂直电动机、倾斜电动机、后垂直电动机和腰椎电动机,可以实现座椅的前后移动、前部高度调节、靠背倾斜程度调节、后部高度调节及腰椎前后调节。,图5-66 雷克萨斯LS400轿车电动座椅控制电路(不带储存功能),5.7.3 带储存功能的电动座椅 自动座椅是带存储功能的电动座椅,它是人体工程与电子技术相结合的产物,它能自动适应不同体型的乘员乘坐舒适性的要求。 自动座椅的调整装置除能改变座椅的前后、高低、靠背倾斜及头枕等的位置外,还能存储座椅位置的若干个数据(或信息),只要乘员一按按钮,就能自动调出座椅的各个位置,如果此时不符合存储数据(或信息)的乘员乘坐,汽车便发出蜂鸣声响信号,以示警告。自动座椅现已在中高档轿车中广泛采用。 带储存功能的电动座椅控制电路如图5-67所示,其动作方式有座椅前后滑动调节、座椅前部的上下调节、座椅后部的上下调节、靠背的倾斜调节、头枕的上下调节及腰垫的前后调节等。,5.8 实训 5.8.1 灯光系统元器件检测实训 1.灯光系统元器件检测实训指导书 2.灯光系统元器件检测学生操作工单 3.灯光系统元器件检测考核标准工单 5.8.2 汽车前照灯电路连