汽车电器之照明系统

第5章照明与信号系统5.1照明与信号系统的组成及其要求,汽车照明与信号系统是汽车安全行驶的必备系统之一。它主要包括外部照明灯具、内部照明灯具、外部信号灯具、内部信号灯具、警报器、电喇叭和蜂鸣器等,51汽车灯具的种类511照明灯l前照灯2雾灯3牌照灯4仪表灯5顶灯6工作灯512灯光信号装置1转向信号灯2危险报警灯3示宽灯4尾灯5制动灯6倒车灯,1.前照灯,前照灯又叫前大灯，装于汽车头部两侧，用于夜间行车道路的照明。有两灯制和四灯制之分。每辆车安装2只或4只，装于外侧的一对应为近、远光双光束灯,装于内侧的一对应为远光单光束灯.,1.前照灯,灯光光色为白色，灯泡功率远光灯为4560W，近光灯为2555W。要求前照灯应能保证提供车前100m以上路面明亮、均匀的照明，并且不应对迎面来车的驾驶员造成眩目。随着车速的不断提高，汽车上的前照灯的照明距离可达到200300m。,2.雾灯,雾灯安装于汽车的前部和后部。用于在雨雾天气行车时照明道路和为迎面来车及后面来车提供信号。前雾灯安装在前照灯附近，一般比前照灯的位置稍低，因为雾天能见度低，驾驶员视线受到限制。红色和黄色是穿透力最强的颜色，前雾灯光色为黄色，这是因为黄色光光波较长，具有良好的透雾性能，灯泡功率一般为35W。后雾灯采用单只时，应安装在车辆纵向平面的左侧，与制动灯间的距离应大于100mm，后雾灯灯光光色为红色，以警示尾随车辆保持安全距离，灯泡功率一般为21W。,3.倒车灯,倒车灯装于汽车尾部，用于倒车时汽车后方道路照明和警告其他车辆和行人，表示该车正在倒车，兼有灯光信号装置的功能。倒，灯光光色为白色，功率一般为28W。,4.牌照灯,牌照灯用于照亮车辆牌照，要求夜间在车后20m处能看清牌照号码。牌照灯装在汽车尾部牌照的上方或左右两侧，灯光光色为白色，灯泡功率为810W。它没有单独的开关控制，受示宽灯或前照灯开关控制。按规定要求牌照灯必须与小灯同一个开关控制。,5.内部照明系统,由顶灯、仪表灯、踏步灯、工作灯、行李厢灯组成。主要是为驾驶员、乘客提供方便。灯光光色为白色，灯泡功率在220W范围内。,顶灯，安装在驾驶室或车厢内顶部，为驾驶室或车厢内的照明灯具。灯光颜色一般为白色仪表灯，安装于仪表盘内，它用来照明汽车仪表。灯光颜色一般为白色踏步灯，一般安装在汽车的上下车台阶的左右两侧，作用是用来照明车门的踏步处，方便乘客上下车，灯光颜色一般为白色,工作灯：是车辆维修时可以移动使用的一种随车低压照明工具，电源来自发电机或蓄电池。常常带有挂钩或夹钳，插头有点烟器式或两柱插头式两种行李厢灯：为轿车行李厢内的灯具，灯光为白色,5.1.2灯光信号系统,1.转向信号灯装于汽车前、后、左、右角，用于汽车转弯时发出明暗交替的闪光信号，使前后车辆、行人、交警知其行驶方向。转向信号灯的灯光光色为琥铂色，灯泡功率一般为20W。转向信号灯的指示距离，要求前、后转向信号灯白天距100m以外可见，侧转向信号灯白天距30m以外可见。转向信号灯的闪光频率应控制在1.02Hz。,2.危险报警信号灯危险报警信号灯用于车辆遇到紧急危险情况时，同时点亮前后左右转向灯以发出警告信号。与转向信号灯有相同的要求。,3.制动灯,制动灯由于指示车辆的制动或减速信号。制动灯安装在车尾两侧，两制动灯应与汽车的纵轴线对称并在同一高度上，制动灯灯光光色为红光，应保证白天距100m以外可见。,4.示廓灯示廓灯安装在汽车前、后、左、右侧的边缘。用于夜间行驶时指示汽车宽度。用于汽车夜间行车时标志汽车的宽度和高度，因此也相应地被称之“示宽灯”和“示高灯”。示廓灯灯光标志在夜间300m以外可见。前示廓灯的灯光光色为白色，后示廓灯的灯光光色多为红色，灯泡功率为810W。示廓灯的颜色为前白后红。,5.1.3声响信号装置,1.电喇叭电喇叭的作用是警告行人和其它车辆，其音量不超过105dB（A）。2.倒车警告装置由倒车蜂鸣器和倒车灯组成，其作用是当汽车倒车时，发出灯光和音响信号，警告车后行人和车辆。,5.2照明系统,解放CA1091汽车照明系统的组成和电路,1灯光开关2熔断器3前照灯继电器4蓄电池5-起动机6电流表7雾灯开关8发电机9雾灯10前照灯远光灯11前照灯变光开关12前照灯近光灯13示廓灯14仪表照明灯15工作灯插座16驾驶室顶灯17发动机罩下工作灯,除前照灯、示宽灯、仪表灯等受车灯总开关控制外，其他照明灯和信号灯均由专用开关控制。前照灯、仪表灯l4、示宽灯13和顶灯16由车灯开关控制1档接通仪表照明灯和示宽灯。2挡同时接通前照灯继器、仪表照明灯和示宽灯；不拉出旋转开关拉钮，可接通顶灯。,5.2.1前照灯的组成,前照灯由灯泡（光源）、反射镜和配光镜三个光学组件组成。前照灯按结构形式可分为半封闭式和封闭式两种类型。,（2）半封闭式前照灯,结构特点:配光镜和反射镜靠卷曲在反射镜边缘上的牙齿紧固在一起，用橡胶圈密封，再用螺钉固定。灯泡从反射镜的后面装入，更换损坏的灯泡时不必拆开配光镜。目前，半封闭式前照灯在汽车上使用还比较常见。,（3）全封闭式前照灯（真空灯）,结构特点:封闭式前照灯又称真空灯,反射镜和配光镜制成一体，形成一个整体，内部充以惰性气体，灯丝焊接在反射镜底座上。优点:可避免反射镜被污染，其反光效率高、使用寿命长.缺点:当灯丝烧坏后,要更换前照灯整个光学总成；全封闭结构型式使用日渐广泛。,1.灯泡灯泡是前照灯的光源，前照灯的灯泡分为充气灯泡和卤钨灯泡两类。充气灯泡灯丝用钨丝制成，灯泡内充满氩、氖和氮的混合惰性气体。充入惰性气体可以在灯丝发热膨胀后，增加玻璃壳内的压强，减少钨的蒸发，从而可提高灯丝的设计温度和发光效率，延长灯泡使用寿命。,1.配光屏2.近光灯丝3.远光灯丝4.泡壳5.定焦盘6.灯头7.插片,卤钨灯泡的灯丝用钨丝制成，充入的气体中加入卤族元素，如碘、溴、氯、氟等。灯泡工作时，在其内部形成卤钨再生循环反应，即从灯丝炽热蒸发的气态钨与卤素反应，生成一种挥发性的卤化钨，它扩散到灯丝附近的高温区又受热分解，使钨又重新回到灯丝上，被释放的卤素又继续扩散参与下一轮循环反应，从而防止钨的蒸发，避免了灯泡发黑。,卤素灯卤素灯，就是在灯泡内渗入少量的的惰性气碘，从灯丝蒸发出来的钨原子与碘原子相遇反应，生成碘化钨化合物，当碘化钨化合物一接触白热化的灯丝(温度超过1450)，又会分解还原为钨和碘，钨又重新归队回到灯丝中去，碘则重新进入气体中。如此循环不已，灯丝几乎不会烧断，灯泡也不会发黑，所以它要比传统的白炽前照灯寿命更长，亮度更大。现在的汽车普遍采用的都是这种前照灯。,2.反射镜反射镜用薄钢板冲压而成，其形状为旋转抛物面，其内表面进行镀银、镀铝或镀鉻，经抛光加工而成。反射镜将灯泡的光线聚合、反射后照射前方。经反射镜反射后，尚有少量的散射光线，照向侧方和下方的散射光线有助于照明两侧510m的路面。,2反射镜,3配光镜配光镜是由透镜和棱镜组合而成的散光玻璃，其外形一般为圆形或方形,3.配光镜（散光玻璃）配光镜由透明玻璃制成。配光镜的外表面平滑，内侧精心设计成由许多特殊的凸透镜和棱镜组成的组合体。配光镜的作用是将反射镜反射出来的光线进行散射与折射，以扩大光照范围，使前照灯100m以内的路面和路缘有均匀的照明，使照射区域的光照度分布符合标准要求。,二、前照灯的防眩目,汽车上一般采用具有远光和近光的双灯丝灯泡来避免前照灯造成眩目，远光灯丝照射距离远，用于无迎面来车时的道路照明，以提高车速；近光灯丝照射距离较近，但不会产生眩光，用于会车时的照明。会车时，将前照灯及时切换为近光灯就可避免眩目。,622前照灯的配光为了防眩目，前照灯的灯泡一般采用双灯丝结构，一根为远光灯丝，另一根为近光灯丝。远光灯丝功率较大，位于反射镜焦点；近光灯丝功率较小，位于焦点上方或前方。,1普通双灯丝灯泡,普通双丝灯泡中的远光灯丝位于反射镜旋转抛物面的焦点，并与光轴平行；近光灯丝位于焦点的上方（图4-4）。远光灯丝通电时，灯泡光线由反射镜反射后与光轴平行射向远方，可获得较远的照射距离和较小的散射光束；近光灯丝通电时，灯泡光线经反射镜反射的主光束倾向于路面，因而对迎面来车司机的眩目作用大为减弱。,卤素灯有其独特的配光结构，每支灯光内有两组灯丝，一组是主光束灯丝，发出的灯光经灯罩反射镜反射后径直向前射去，这种光源就是我们平时所说的“远光”。另一种是偏光束灯丝，发出的光给遮光板挡到灯罩反射镜子的上半部分，其反射出去的光线都是朝下漫射向地面，不会给对面来车的驾驶者造成眩目，这种光源就是我们平常所说的“近光”。,2具有配光屏的双灯丝灯泡,普通双丝灯泡还有一部分光线偏上照射，降低了防炫目的效果。将近光灯丝置于焦点前上方的位置，并在下方装一配光屏，挡住近光灯丝射向反射镜下半部的光线，就可消除向上的反射光线，使防眩目作用明显提高。,5.2.3前照灯控制电路,基本要求：开关变光保护,5.3灯光信号系统和声响信号系统,5.3灯光信号系统和声响信号系统灯光信号系统和声响信号系统由转向信号灯、危险报警信号灯、制动灯、电喇叭和倒车蜂鸣器等组成。,5.3.1转向信号灯电路,转向信号电路主要由转向信号灯、闪光器、转向灯开关等组成。转向信号灯的闪烁是由闪光器控制的。闪光器主要有电热式、电容式和电子式等型式。,1.采用热丝式闪光器的转向信号灯电路,闪光器串联在蓄电池和转向灯开关之间，控制转向灯的闪烁。,1.动触点2.定触点3.线圈4.铁心5.镍铬丝6.调节片7.玻璃球8.附加电阻9.接线柱10.转向指示灯11.后转向灯12.转向灯开关13.前转向灯,转向灯开关（12）未接通时，动触点在镍铬丝的拉紧下，与定触点分开。接通转向开关，电流从蓄电池正极-接线柱9-动触点臂-镍铬丝5-附加电阻8-转向开关12-转向信号灯和转向指示灯-搭铁-蓄电池负极由于附加电阻和镍铬丝串入电路中，电流较小，转向灯和转向指示灯亮度较低。,经过短时间后，镍铬丝受热膨胀而伸长，使触点闭合，此时电流从蓄电池正极-接线柱9-动触点臂-闭合触点-线圈-转向开关12-转向信号灯和转向指示灯-搭铁-蓄电池负极由于附加电阻和镍铬丝被短路，而线圈中有电流通过，产生电磁力使触点紧密闭合，线路中电阻小，电流大，转向灯和转向指示灯亮度大。,于此同时，通过镍铬丝的电流为0，逐渐冷却而收缩，触点又重新打开，附加电阻和镍铬丝又串入电路中，使转向灯和转向指示灯又变暗。如此往复，从而使转向灯一明一暗的闪烁。,2.电容式闪光器,由电磁式继电器和电容构成图4-14所示电容式闪光器：通过弹簧片使触点K常闭串联于转向灯电路的线圈L1其电阻较小；串接电容并与触点并联的线圈L2其电阻则较大，其一端通过继电器铁心和磁轭与活动触点相连，另一端串接电容C后，与固定触点相连，L2、C电路与触点并联,2电容式闪光器工作原理通过电容的充放电延时特性，控制继电器触点按某一频率开闭而使转向灯闪烁。接通转向灯开关后：L1通电，电流由：蓄电池正极L1触点2转向灯开关转向灯及转向指示灯搭铁到蓄电池负极。此时，L2和电容C电路被触点短路，无电流通过；但通过较大电流的L1所产生的磁力足以克服弹簧片1的弹力而使触点张开，因此转向灯一闪亮立即变暗。,触点断开后：电源便向电容C充电，其充电电流通路为：蓄电池正极L1磁轭及铁心L2电容C转向灯开关转向灯及转向指示灯搭铁蓄电池负极。由于L2的电阻较大，其充电电流较小，故灯暗。这时，两线圈产生磁场的方向相同，所以其磁力能保持触点张开，使转向灯保持暗的状态。,电容C在充电过程中，其端电压逐渐升高，充电电流随之减小。当充电电流减小至两线圈的磁力不足以克服弹簧片1的弹力时，触点又闭合。这时，通过转向灯的电流增大，灯变亮。与此同时，电容通过触点放电，其放电电流通路为：电容C正极L2铁心及磁轭K电容C负极。由于电容C的放电电流使L2产生的磁场与L1相反，削弱了L1的磁力，因此不能使触点张开，转向灯保持亮的状态。,电容C放电过程中，其放电电流逐渐减小，L2产生的磁场逐渐减弱。当L2产生的磁场减弱至削弱L1的磁场作用基本消失时，L1产生的磁力又使触点张开，灯光又变暗，接着又是电容C充电；如此反复，电容C不断地充电放电，使触点的开和闭都维持一定的时间，使转向灯按一定的频率闪光。电容充放电回路的R、C参数决定了转向灯的频率，工作中R、C参数变化不大，转向灯的闪光频率比较稳定。灭弧电阻R与触点并联，起减小触点火花的作用。电容式闪光器闪光频率较为稳定，结构也不复杂，因此目前在汽车上还有使用。,利用电容式闪光器中的电容充放电的延时特性，可控制继电器线圈所产生的电磁力，进而控制其触点的工作状态，致使触点周期性开闭，向转向灯提供断续电流使其闪烁。电容充放电回路的R、C参数决定了转向信号灯的闪光频率。,3.电子闪光器,上海桑塔纳轿车装用的电子闪光器即为集成电路式闪光器。核心器件ICU243B是一块低功耗、高精度的汽车电子闪光器专用集成电路。U243B的标称电压为12V，采用双列八脚直插塑料封装。内部电路主要由输入检测器SR、电压检测器D、振荡器Z及功率输出级四部分组成。,5.3.2危险报警信号灯电路,汽车在行驶中出现紧急情况或意外事故时，应使用危险报警信号灯。危险报警信号灯在转向信号灯电路中通过危险报警开关控制。当接通危险报警开关后，全部转向信号灯同时闪烁，发出危险报警信号。,危险警告开关7的1、4端子连接闪光器，2、3端子分别连接左转向灯和右转向灯。当按下危险警告开关时，开关内部触点将1、2端子和3、4接通，使左右转向灯均闪光。,1.闪光器2.蓄电池3.熔断器4.左转向信号灯5.右转向信号灯6.转向灯开关7.危险报警灯开关,、危险警告信号装置危险警告信号作用：在汽车出现故障或其它紧急情况时向其它车辆和行人报警；危险警告信号的表示方式：是前、后、左、右转向灯同时闪烁。危险警告信号有独立的开关控制，与转向信号共用一个闪光器，但也有个别汽车单独安装危险警告用闪光器。,接通危险警告开关时，两侧转向灯电路同时接通，前、后、左、右转向灯及仪表板上的左右转向指示灯同时闪烁。由于危险警告开关将闪光器直接与蓄电池连接，因此危险警告信号在点火开关切断（停车）时也可使用。,5.3.3制动信号灯,制动灯电路由制动信号灯和制动开关组成。车辆制动时，制动开关接通制动灯电源，制动灯点亮，警示车后行人和车辆。制动开关有液压式和气压式两种。,二、制动信号装置,制动信号装置组成：制动信号灯、制动灯开关及连接线路。除了在车尾灯处的制动灯外，有的汽车还装有高位制动灯，使制动信号更加醒目。控制制动信号灯的制动灯开关形式：液压式、气压式、机械式等。,1液压式制动灯开关,液压式制动灯开关（图4-20），在采用液压制动系统的汽车上使用。制动灯开关装在液压制动主缸的前端。当踩下制动踏板时，制动系中液压增大，薄膜2向上拱曲，使接触片3同时接通接线柱6和接线柱7，接通制动灯电源，制动信号灯通电发亮。松开制动踏板时，制动系液压降低，接触桥在回位弹簧4的作用下复位，制动信号灯断电熄灭。,2气压式制动灯开关,气压式制动灯开关（图4-21）在采用气压制动系统的汽车上使用。它装在制动系输气管路上。制动时，制动压缩空气推动橡皮膜片上拱，使触点闭合，接通制动灯电路。松开制动踏板时，制动系气压降低，膜片在回位弹簧7的作用下复位，触点断开，制动信号灯断电熄灭。,5.4声响信号系统,5.4.1电喇叭及其控制电路汽车电喇叭有筒型、螺旋型、和盆型等不同结构型式,6.7.1电喇叭的结构与工作原理,当按下电喇叭按钮时，电喇叭电路通电，电流由蓄电池正极-线圈2-触点7-喇叭按钮10-搭铁-蓄电池负极当电流通过线圈2时，产生磁场，吸引上铁心3，带动膜片4中心下移，同时带动衔铁6运动，压迫触点臂将触点7打开，触点7打开后，线圈2电路被切断，其磁力消失，下铁心1，上铁心3，及膜片4又在触点臂和膜片自身弹力的作用下复位，触点闭合,触点一定的频率打开、闭合，膜片不断振动发出声响，通过共鸣板产生共鸣，从而产生音量适中，和谐悦耳的声音,电喇叭控制电路,由于电喇叭的工作电流比较大（15-20A），容易烧坏喇叭按钮，所以在电路中装有喇叭继电器。带电喇叭继电器的控制电路如图。,1.触点臂2.线圈3.喇叭按钮4.蓄电池5.铁心6.触点7.电喇叭,当按下喇叭按钮时，电流由蓄电池正极-铁心5-线圈2-喇叭按钮3-搭铁-蓄电池负极此时由于电流通过继电器线圈2，铁心产生磁力，吸下触点臂1使触点6闭合，电喇叭电路接通。,当松开喇叭按钮开关时，继电器线圈2断电，磁力消失，释放触点臂1，使触点6在弹簧力的作用下打开，喇叭断电停止发声。,三、倒车灯与倒车蜂鸣器,1倒车警告信号电路倒车灯除了在夜间倒车时作车后场地照明外，还起倒车警告信号的作用。有些汽车在其后部还同时装有倒车蜂鸣器，均由倒车灯开关控制。,倒车警告信号电路一例如图4-22所示。倒车时，装在变速器上的倒车灯开关触点接通倒车信号灯电路