第一章汽车电气基础

汽车电气设备与维修 绪论 一 本学期要求二 本课程的重要性1 课程结构2 整车技术3 汽车成本4 就业需要三 汽车电工电子技术的重要性1 安全方面ABS EBD SRS的应用减少或避免交通事故发生2 环保方面响应节能减排政策 厂家生产电动汽车 实现零排放 3 能源方面面对高油价 缓解石油危机 第一章汽车电气基础学习目标 1 掌握汽车电气系统的特点 2 描述汽车电气设备电路组成模式 3 掌握汽车电路中间装置的结构和检修 第一节汽车电气系统的发展 一汽车电子技术的概念二 电子技术在汽车上应用的现状举例 1 发动机上的电子点火装置 2 底盘上的防抱死系统 ABS 参考视频3 车身上的安全气囊 SRS 课题二 汽车电气系统的组成与特点 一汽车电气系统的组成及作用普通汽车电气系统组成有 电源系统 起动系统 点火系统 照明与信号系统 仪表与报警系统 空调系统 辅助电器系统包括风窗刮水清洗装置 风窗除霜装置 启动预热装置 电动车窗 电动座椅 电动后视镜等 1 1汽车电气系统的特点 1 单线制2 负极搭铁3 两个电源4 用电设备并联5 低压直流供电 1 1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 1 1汽车电气系统的特点 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 第三节汽车电器的基础元件 汽车电气系统主要由电源 用电设备和中间装置组成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 联系家用电路 如图1 1所示是广州本田雅阁轿车点烟器系统电路 1 2 1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 1 1电线类型的选择原则 1 根据环境温度进行选择例如 发动机周围环境温度高 腐蚀性气体和液体也很多 因此 一定要使用耐高温 耐油 耐振动 耐摩擦导线 自动变速器上的导线一定要耐高温 耐液压油 其温度稳定性要好 由于汽车排气管的温度高 在布置线束时应尽量远离排气管 2 主要传感器和强干扰源附近的传感器及弱信号传感器要采用屏蔽导线 以防电磁干扰 3 根据设计工作电流选择如 起动机电缆线的应用 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 下表为汽车12V电系主要电路导线截面积选择的推荐值 1 2 1汽车线束 1 汽车用电线1 2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 中国或日本 各个国家厂家品牌的颜色不尽相同 1 2 1汽车线束 1 汽车用电线标称截面积 经过换算而统一规定的线芯截面积 不是实际线芯的截面积 大于1 5mm2的双色线 主辅颜色的搭配见下表 注 容许搭配的颜色 不推荐搭配的颜色 1 2 1汽车线束 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 1 2 2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 图1 3 1 2 2开关装置 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 接通点火仪表指示灯 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 1 2 2开关装置 1 2 2开关装置 3 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 1 2 2开关装置 1 2 3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 1 2 3保险装置 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 蓄电池正极 易熔线 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 1 2 3保险装置 3 熔断器 保险 保险选用原则保险装置标称值 电路的电流值 0 8 经过换算统一规定的 例如 某电路设计的最大电流为12A 应选用15A的保险 熔断器熔断 必须真正找到故障原因 彻底排除隐患 熔断器支架与熔断器接触不良会产生电压降和发热现象 如发现支架有氧化现象或脏污必须及时清理 熔断器熔断后的应急修理行驶途中的应急修理 可用细导线代替熔断器 一旦到达目的地或有新熔断器时 应及时换上 讨论熔断器熔断后用导线替代将产生的后果 注 更换熔断器 一定要用与原规格相同的熔断器 汽车上增加用电设备时 不要随意改用容量大的熔断器 最好另外再安装熔断器 1 2 3保险装置 4 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 1 2 4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 风窗刮水器 清洗器继电器 危险报警与转向闪光继电器等 1 2 4继电器 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 1 2 4继电器 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 1 2 5连接器 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 1 2 5连接器 2 连接器的拆卸 第四 五节汽车电气系统故障种类与检修方法 一汽车电气设备与线路常见故障 1 开路 断路 故障 右图 2 短路 短接 故障 下图 3 接触不良 接触电阻过大 故障 二汽车电路故障常用诊断与检修的一般流程 另外 现代汽车上微计算机控制系统越来越多 利用故障诊断仪读取故障码和数据流进行故障诊断非常快捷 能有效的缩小故障范围 甚至能直接完成故障定位 因此对于微计算机控制系统故障或相关故障 注意故障诊断仪的优先采用 三汽车线路故常用诊断与检修的常用方法 1 直观法当汽车电系的某个部分发生故障时 会出现冒烟 火花 异响 焦臭 高温等异常现象 通过人体的感觉器官 听 摸 闻 看等对汽车电器进行直观检查 进而判断出故障的所在部位 从而大大地提高了检修速度 例如 行驶中 转向灯和转向指示灯都不亮 用手摸发现闪光器烫手 说明闪光器烧坏 结合电路图 2 检查保险法当汽车电系出现故障时 首先应查看保险是否完好 如汽车在行驶中 若某个电器突然停止工作 同时该支路上的熔断器熔断 说明该支路有搭铁故障存在 3 刮火法刮火法又称试火法 通常应用于判断线束或导线有无开路 拆下用电设备的某一线头对汽车的金属部分 打铁 碰试 根据火花的有无 判断是否开路 注意 刮火不宜用来检查汽车电子电路 以免损坏电子元件器材 4 试灯法 画图讲解 用一个汽车灯泡作为临时试灯 检查线束是否开路或短路 电器或电路有无故障等 此方法特别适合于检查不允许直接短路的带有电子元器件的电器 使用临时试灯法应注意试灯的功率不要太大 在测试电子控制器的控制 输出 端子是否有输出及是否有足够的输出时尤其要慎重 防止使控制器超载损坏 5 短路法短路法又叫短接法 即用一根导线将某段导线或某一电器短接后观察用电器的变化 仪表 6 替换法替换法常用于故障原因比较复杂的情况 能对可能产生的原因逐一进行排除 其具体做法是 用一个已知是完好的零部件来替换被认为或怀疑是有故障的零部件 这样做可以试探出怀疑是否正确 若替换后故障消除 说明怀疑成立 否则 装回原件 进行新的替换 直至找到真正的故障部位 7 模拟法进行发生条件模拟验证后诊断故障 车辆振动模拟 热敏感性 温度 模拟注意 不要将电气元件加热到60 以上 浸水模拟 右图 注意 不得将水直接喷在电气元件上 电负载模拟 下图 8断路法电气设备发生搭铁故障时 可用断路法 即将怀疑有搭铁故障的电路段断路 看故障是否还存在 看课本P129喇叭电路图 四汽车线路故障诊断与检修的注意事项 维修汽车电气系统的首要原则是不要随意更换电线或电器 这种操作有可能因短路 过载而引起火灾 同时还应注意以下各项 1 拆卸蓄电池时 总是最先拆下负极 电缆 装上蓄电池时 总是最后连接负极 电缆 拆下或装上蓄电池电缆时 应确保点火开关或其他开关都已断开 否则会导致半导体元器件的损坏 切勿颠倒蓄电池接线柱极性 2 更换烧坏的保险时 应使用相同规格的保险 使用比规定容量大的保险会导致电气损坏或产生火灾 3 靠近震动部件 如发动机 的线束部分应用卡子固定 将松弛部分拉紧 以免由于震动造成线束与其他部件接触 4 不要粗暴地对待电器 也不能随意乱仍 无论好坏器件 都应轻拿轻放 以免使其承受过大冲击 实习注意 5 与尖锐边缘磨碰的线束部分应用胶带缠起来 以免损坏 安装固定零件时 应确保线束不要被夹住或被破坏 同时应确保接插头接插牢固 6 进行保养时 若温度超过80 如进行焊接时 应先拆下对温度敏感的零件 如ECU 7发动机工作时 不要拆下蓄电池接线 也不要采用该办法判断发电机是否发电 发电机端电压会瞬时升高 损坏电子元件 结合电路图 8不允许使用万用表的R 100以下的低电阻档检测小功率晶体管 量程太小 400欧姆以上可以 显示不出准确值 课本草图红笔和黑比点触测量 9更换晶体管时 应首先接入基级 拆下时最后拆下基级 基级所在电路为门控电路 集电极和发射极所在电路为主电路 只有基级先蓄电 门控电路打开 主电路才能正常工作 否则 会击穿 即硬闯进来 实训项目1 1汽车电路中间装置的使用与维护 一 目标1 掌握导线维修的操作步骤 2 掌握汽车开关 保险 继电器等中间部件的检测 3 掌握汽车插接器的拆装与检测 二 仪器与工具汽车线束 开关 保险 继电器 插接器 焊接工具 万用表等 三 内容1 导线维修大多数制造商推荐所有导线应用焊接方式进行维修 维修导线时 重要的是要使用电路图所示的正确操作 从每1根需要维修绞接的导线去掉12 7毫米 1 2英寸 的绝缘层 准备1根具有粘性衬的热装管置于导线一侧 要确保管子足够长以覆盖并封住整个修理区 实训项目1 1汽车电路中间装置的使用与维护 将导线的多股线相互搭叠放在插接器夹内 用压接工具将插接器夹和导线卷缩在一起 用松香心型焊锡丝将连接处焊接在一起 热缩管的连接用喷枪加热并使连接点处于热缩管的中央位置 加热连