《汽车电气基础》PPT课件.ppt

山东英才学院 汽车工程学院 杨成 汽车电气设备（electrical device）是汽车的重 要组成部分之一，其性能的好坏直接影响到汽 车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排气 净化及舒适性。 例如，为使汽车发动机获得最高的经济性，需要 点火系统在最适当的时间点火；为使发动机可 靠起动，需采用电力起动机；为保证汽车工作 可靠、行驶安全，则有赖于各种指示仪表、信 号装置和照明灯具等电器的正常工作。 山东 英才 学院 学习目标 1、了解汽车电气系统的发展历程和发展趋势 2、掌握汽车电器系统的组成与特点 3、掌握熔断器、继电器、各种开关、插接器 、导线等汽车电气基础元件的结构特点与图示 方法 4、掌握汽车线路与电路的基本概念 5、掌握汽车电气系统故障种类、检修注意事 项与常用诊断方法 山东 英才 学院 一、汽车电气系统的发展历程 汽车最早的法规是关于安全方面的，随后陆续 制定了排气污染与噪声控制、燃油经济性等一 系列日益严格的法规 分类：第一阶段20世纪50年代到70年代 机械设备为主，只有必备的电源和用电设备 。 集成电路调节器 山东 英才 学院 第二阶段：20世纪70年代中期到80年代初 电子控制汽油喷射系统 山东 英才 学院 第三阶段：20世纪80年代中期到90年代中期 发动机控制、自动变速器控制为一体的动力传 动系统控制 山东 英才 学院 第四阶段：20世纪90年代中期开始 车辆的智能控制技术 山东 英才 学院 存在问题 山东 英才 学院 今后汽车电子技术将集中围绕如下几个方面发展 ： （1）满足用户需求，大幅度提高汽车的性能， 使之更灵活、方便、安全、可靠。 （2）满足社会需求，保护环境，节约能源，节 约资源。 （3）实现包括道路在内的交通系统智能化， 将汽车和人有机地联结起来。 进入21世纪以来，汽车与社会联结方面获得较 大的发展，包括广泛使用蜂窝电话与全球定位 系统（GPS）、蓝牙技术，以及采用车载网络 来集成所有汽车部件的电子控制模块，使整个 系统具有资源共享、故障诊断和修复功能。 山东 英才 学院 二、汽车电气系统的发展趋势 1.双蓄电池汽车电气系统 2.42v汽车电气系统 3.数据总线技术 山东 英才 学院 随着汽车电子和电气部件的持续发展，在 如何确保提供有效功率方面，制造商面临着前 所未有的挑战。受到新的舒适性和安全性能、 提高燃料利用效率、减少辐射、以及驾驶性能 的改善等方面的驱使，汽车电子内容增加的速 度从上个年代开始大大加速，而且这种局面在 未来的1015年内仍将继续。电气系统中的一 些有代表性的功率负载的电气功能和性能的实 现要求在汽车电源的分配和管理方面必须进行 某种方式的改进。这些新的电子系统为通往 42V汽车电子系统的转换提供了根本的驱动力 。 山东 英才 学院 采用一个更高的电源电压的电气系统所带来的好处包括： 1.能够满足14V系统无法满足的一些附件的功率要求； 2.改善了功率管理能力和系统的稳定性； 3. 降低了电流； 4.通过减少电气配线和部件以及利用电气系统替代机械 系统来减少了数量、体积和成本； 5. 增加了燃料效率； 6. 减小了车辆的NVH。 山东 英才 学院 从表面上看，这么多好处似乎已经为42V标准的采纳 提供了足够的理由。然而现实情况是，工程改进和部件 能力的提升延缓了14V系统的寿命。从电气部件效率的 改进、架构的改变到系统级的功能集成，以及电源网络 稳定性的分配方法，都使得制造商延缓了通往一个完全 不同的新标准的大规模转换。此外，还有许多经济和技 术方面的原因，这也阻止了42V系统的实际实现。这些 原因包括： 1.已经为14V系统优化了的部件技术和架构的更换成本 ； 2.更高电压和功率电平所带来的长期稳定性方面的问题 ； 3. 潜在的安全问题； 4. 部件和导线打火问题。 山东 英才 学院 42V系统的应用动力随着系统成本降低 和汽车电子内容的增加而增加。 山东 英才 学院 一、汽车电气系统的组成 现代汽车所装备的电气系统，按其用途可 大致归纳并划分为下面四部分： 1电源系统 电源系统包括蓄电池、发电机及其 调节器。前两者是并联工作，发电机是主电源 ，蓄电池是辅助电源。发电机配有调节器的作 用是在发电机转速升高时，自动调节发电机的 输出电压使之保持稳定 山东 英才 学院 2用电系统 汽车上用电系统大致可分为以下几类： (1)起动系：主要机件是启动机，其任务是起动发 动机。 (2)点火系：它是汽油发动机的组成部分，包括电子 点火系统或传统点火系统的全部组件。其任务是产 生高压电火花，按发动机的工作顺序点燃气缸内的 可燃混合气。 (3)照明系统：包括车内外各种照明灯以及保证夜间 安全行车所必须的灯光，其中以前照明灯最为重要 。军用车辆还增设了防空照明。 (4)信号系统：包括电喇叭、蜂鸣器、闪光器及各种 信号灯等，主要用来保证安全行车所必要的信号 山东 英才 学院 (5)电子控制系统：主要指由微机控制的装置， 包括：电子控制点火装置、电子控制燃油喷射 装置、电子控制防抱死制动装置、电子控制自 动变速装置等，分别用来提高汽车的动力性、 经济性、安全性、排气净化和操纵自动化等性 能。 (6)辅助电器：包括电动刮水器、低温起动预热装 置、空调器、收录机、点烟器、防盗装置、玻 璃升降器、座椅调节器等。辅助电器有日益增 多的趋势，主要向舒适、娱乐、保障安全方面 发展。 山东 英才 学院 3检测系统 包括各种检测仪表如电压表、电流 表、水温表、油压表、燃油表、车速里程表、 发动机转速表和各种报警灯，用来监测发动机 和其它装置的工作情况。 山东 英才 学院 4配电系统 配电系统包括中央接线盒、电路开 关、保险装置、插接件和导线等，以保证线路 工作的可靠性和安全性 山东 英才 学院 二、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。 山东 英才 学院 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。 山东 英才 学院 一、保险装置 熔断器（熔丝） 熔断器用于对局部电路进行保护，能长时间承 受压额定电流负载，但在超过额定负载25%的 情况下,约3min熔断，而在超过额定负载100% 时，则不到1s即会熔断。结构一定时，流过熔 断器电流越大，熔断时间越短。 山东 英才 学院 山东 英才 学院 熔丝的颜色：30A-绿色，25A-白色，20A-黄色 ，15A-蓝色，10A-红色，7.5A-棕色，5A-米色 山东 英才 学院 熔断器为一次性器件，使用须注意： 熔断器熔断后，必须先查找故障原因，并彻底 排除。 更换熔断器时，一定要与原规格相同，特别不 能使用比规定容量大的熔断器，否则将失去保 护作用。 熔断器支架与熔断器接触不良会产生电压降和 发热现象。 因此，特别要注意检查有无氧化现象和脏污。 若有脏污和氧化物，须用细砂纸打磨光，使其 接触良好 山东 英才 学院 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： 绝对不允许换用比规定容量大的易熔线。 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。 不能和其他导线绞合在一起。 山东 英才 学院 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。 山东 英才 学院 二、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。 山东 英才 学院 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。山东 英才 学院 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 。 山东 英才 学院 三、开关 常用的表示法：结构图表示法、表格表示法和 图形符号表示法 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 。 山东 英才 学院 开关的 符号 山东 英才 学院 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。 山东 英才 学院 四、插接器 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。 山东 英才 学院 2. 连接器的拆卸。 山东 英才 学院 五、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。 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。 山东 英才 学院 1. 汽车用电线 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%） 12.516192432425575105138170215 山东 英才 学院 1. 汽车用电线 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） 1.54其他连接导线 46电热 塞 425电源线 1695起动机电缆 山东 英才 学院 1. 汽车用电线 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Y 山东 英才 学院 1. 汽车用电线 导线的颜色 标称截面积大于1.5 mm2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 ） 蓝（U ） 白（W ） 绿（G ） 棕（N ） 紫（P ） 灰（S ） 注： 容许搭 配的颜色； 不推荐 搭配的颜色 。 山东 英才 学院 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。 山东 英才 学院 2. 汽车线束 线束的包扎 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。 新型线束，局部塑料包