汽车电气系统基础知识——东风汽车商用车PPT课件

1、1目录目录一、电的基础知识、电路和基本检测仪器使用一、电的基础知识、电路和基本检测仪器使用二、电与磁二、电与磁三、交流电三、交流电四、汽车上的半导体四、汽车上的半导体五、数字集成电路和电子控制技术基础五、数字集成电路和电子控制技术基础第1页/共100页2东风天龙电气系统维修时应注意的问题1 1、清洗汽车时，应对电气系统接口部分做适当遮蔽、清洗汽车时，应对电气系统接口部分做适当遮蔽2 2、电气系统维修调试时，拆换电器元件必须关断总电源、电气系统维修调试时，拆换电器元件必须关断总电源3 3、严禁采用铜丝或不符合要求的保险取代原型号保险丝、严禁采用铜丝或不符合要求的保险取代原型号保险丝4 4、当发动

2、机正在运转或点火锁处于、当发动机正在运转或点火锁处于ONON档时不要关断总电源。档时不要关断总电源。5 5、在车辆上电焊时应作适当处理，防止损坏、在车辆上电焊时应作适当处理，防止损坏ECUECU第2页/共100页3焊接时应做如下处理第3页/共100页4第4页/共100页5练习 一： 根据实习车辆的状态，分二组练习焊接时蓄电池的联接方法。第5页/共100页6练习小结：1、工具使用中的问题2、拆装蓄电池时极性顺序的问题3、防止蓄电池极庄腐蚀的措施第6页/共100页7汽车电工基础知识第7页/共100页8原子原子原子电子电子原子核原子核质子质子中子中子带负电，围绕原子核运带负电，围绕原子核运转转带正电

3、带正电不带电不带电第8页/共100页9导体和绝缘体 当组成某物质的原子最外层电子较少，很小的力量便可以将其从轨道上拉出成为自由电子，从而可以在原子间移动。这种物质被称为导体。 原子外层电子很多，具有稳定的结构，很难形成自由电子的物质称为绝缘体。 在足够高的电压下，电流可穿过任何物体。导线表面绝缘体要与电路中的电压相匹配，低电压对绝缘体的要求比高电压要低一些。第9页/共100页10导体和绝缘体绝缘体绝缘体导体导体汽车导线的外皮汽车导线的外皮起动机的外壳起动机的外壳车身表面的油漆车身表面的油漆组合尾灯的外壳组合尾灯的外壳玻璃玻璃车架车架人体人体第10页/共100页11什么是电？ 电是一种看不见的能

4、量形态； 电是电子从原子到原子的运动。第11页/共100页12电流、电压和电阻 在电动势（电压）的作用下，电子从导线一端流向另一段，从而产生电流。电压是电子运动（电流）的原因。 在水压的作用下，水从水管的一端流向另一端从而产生水流。第12页/共100页13电流、电压和电阻续 水管管径不变的情况下，水压的大小决定水的流速和流量。通过增加水压可以增加水流量。 电路中元器件不变的情况下，电压决定电流的大小，电压越大，电流越大。电压为零（没有电位差）电流为零。 在水压不变的情况下，水管管径越小，水流的阻力越大，水流的流量越小。 在电压（电位差）不变的情况下，元器件的阻力越大，电流越小。第13页/共10

5、0页14第14页/共100页15电流、电压和电阻续水压（水位差）水压（水位差）水流水流管径管径电压（电位差）电压（电位差）电流电流电阻电阻第15页/共100页16电流 电流大小用安培来度量，1安培（A）代表1秒内有6.251018个电子（1库伦）流过导体的一点。电流的符号是 I 电流的三个效应： 热效应 磁效应 化学效应第16页/共100页17电流热效应 电流的热效应：电流通过导体时发热的现象。一切导体,有电流通过时,都要发热.柴油发动机的预热塞、点烟器、保险都是利用电流的热效应来工作的.对同一个导体而言,它的电流热效应越大,说明通过它的电流一定越大。 第17页/共100页18电流的磁效应 电

6、流的磁效应：当导体中有电流时,在导体周围产生跟磁铁相同作用的现象。根据电流磁效应制成的电磁铁有着广泛的应用,例如发电机、起动机、继电器等。如果通过某导体的电流所产生的磁效应越大,说明通过导体的电流一定也越大。 第18页/共100页19电流的化学效应 电流的化学效应：在导电溶液中有电流的时候,溶液中要发生化学变化的现象,叫做电流的化学效应。汽车上的蓄电池就是利用这一效应实现放电和电能的存储。 第19页/共100页20电流的换算电流的换算：电流的换算：1A1000mA；1mA1000uA；当起动发动机时，蓄电池给起动机当起动发动机时，蓄电池给起动机提供的最大电流提供的最大电流第20页/共100页2

7、1电压 电压就是电的压力，是电子运动的原因，单位是伏特（V）。符号是U 电压是正电荷和负电荷之间的电位差，在汽车上，由蓄电池或交流发电机产生电压，从而电流流动，使各用电设备工作。 电压的换算：电压的换算：1KV1000V，1V1000mV；1mV1000uV一般使用汽油发动机的汽车上，电气系统额定电压一般使用汽油发动机的汽车上，电气系统额定电压为为12V，象，象EQ1230，EQ2102N这种使用大功率柴油这种使用大功率柴油机的汽车上，电气系统额定电压为机的汽车上，电气系统额定电压为24V。第21页/共100页22电阻 电阻阻碍了电流的流动，电路中每一个元件都有电阻，元件的电阻取决于所用的材料

8、、尺寸、截面积、温度等。电阻的大小用单位欧姆（）衡量。欧姆是1安培电流流过导体时在其两端产生1伏特的电压降情况下导体的电阻。电阻的符号是R。导线越长导线越长，电阻越大，电阻越大导线截面积越小导线截面积越小，电阻越大，电阻越大温度越高温度越高，电阻越大，电阻越大导线表面有刻伤或剪伤导线表面有刻伤或剪伤，电阻增大。，电阻增大。所有电阻均能使电能变成热能。所有电阻均能使电能变成热能。第22页/共100页23电阻的换算电阻的换算：电阻的换算：1M1000K1000K；1K1K10001000汽车电路中，电器连接部位处出现修饰或导线将断汽车电路中，电器连接部位处出现修饰或导线将断而未断等情况时会形成电阻

9、，此时会造成负载部件而未断等情况时会形成电阻，此时会造成负载部件工作能力下降或完全不能工作。例如蓄电池极桩连工作能力下降或完全不能工作。例如蓄电池极桩连接不好会导致起动无力甚至无法启动，此时极桩部接不好会导致起动无力甚至无法启动，此时极桩部位会发烫。位会发烫。第23页/共100页24简单电路的组成 一个简单的电路由三个部分组成：电源、导线、负载 为了使电路能够正常工作，一般在电路中还有开关、保险装置。 当负载有两个以上时，根据多个负载在电路中的连接方式电路分为：串联电路并联电路混联电路第24页/共100页25欧姆定律 在一电路中，电流值与电阻值成反比而与电压值成正比。 电压电压= =电流电流电

10、阻电阻U=IU=IR R电流电流= =电压电压电阻电阻I=UI=U R R电阻电阻= =电压电压电流电流R=UR=U I IU U电压电压R R电阻电阻I I电流电流第25页/共100页26课堂练习： 1、某台DFL4251A牵引车，测其蓄电池电压为24.86V，已知前转向灯灯光电阻为30，求此前转向灯工作时，电流是多少？ 2、某台DFL1140B天锦车，其蓄电池电压为25.12V，测其前大灯(远光)工作时电流为2.91A，计算其电阻是多少？第26页/共100页27瓦特定律 衡量单位时间内作功多少的单位是瓦特，简称瓦（W）。瓦特定律确定了电流、电压和功率之间的关系。功率功率= =电流电流电压电

11、压P=IP=IU U电流电流= =功率功率电压电压I=PI=PU U电压电压= =功率功率电流电流U=PU=PI IP P功率功率U U电压电压I I电流电流第27页/共100页28瓦特定律 课堂练习 1、某品牌空调制冷时功率为7.8KW，其工作电压为220V，计算其制冷工作时电流是多少？ 2、DFL4251A车型蓄电池电压为24.95V，其起动机的功率为7.8KW，计算其工作时电流是多少？第28页/共100页29瓦特定律 另外在给汽车增加电气附件时需要选择合适线径的导线，此时也需要使用瓦特定律，比如要安装一个额定功率48W的附件到EQ1230汽车上，则通过的额定电流为：48W/24V2A根据

12、额定电流2A可以选择导线规格为0.5。截面(mm2)0.50.751.01.52.54.06.0最大电流361016253240AWG编号2018161412108第29页/共100页30串联电路 在仅有的一条电流通路上接了一个或一个以上的负载。电路中任何一个部件损坏，整条电路便瘫痪，因为从蓄电池正极出来的电流必须通过每个负载才能返回负极。因此在汽车上一般不会把两个负载串联连接。 第30页/共100页31串联电路特点总电阻是所有电阻之和流过每个电阻的电流是相同的每个电阻的电压降之和等于总电压第31页/共100页32串联电路特点第32页/共100页33串联电路计算公式串联电路计算公式：总电阻R=

13、R1+R2+R3+总电压U=U1+U2+U3+总电流I=I1=I2=I3=.U1=I1R1，U2I2R2，U3I3R3第33页/共100页34练习一个串联电路有两个2阻值的灯泡和两个1阻值的灯泡，蓄电池的供电电压为24V。求：1）总电阻是多少？2）总电流是多少？3)4个灯泡上的电压降各是多少？ 1、总电阻R R 2、总电流I I 3、4各灯泡上的电压降 U1 U2 U3 U4第34页/共100页35计算题：已知某汽车起动机功率为7.5KW，系统电压为24V。 请计算： 1、起动机的内阻上多少？ 2、由于蓄电池接线柱腐蚀，在接线柱上产生了2的电阻，计算此时起动机的实际功率是多少？第35页/共10

14、0页36并联电路 并联电路中从蓄电池流出的电流分别流过每个负载所在的支路，最后回到蓄电池负极。此种电路，一条支路中的负载损坏不会影响其它支路中的部件运行。因此汽车上的电路一般都采用并联方式来连接负载。 第36页/共100页37并联电路特点每条并联支路的电压相等总电阻小于最小的电阻每条支路的电流之和等于电路的总电流第37页/共100页38并联电路特点第38页/共100页39并联电路计算公式并联电路计算公式：并联电路计算公式：总电阻R总电流II1I2I3总电压UU1U2U3.3211111RRR第39页/共100页40练习一辆24V制的汽车转向指示电路，其中右转向电路由三个灯泡并联组成，其中右前和

15、右后转向灯电阻为50，右转向仪表灯泡电阻为60，求总电阻R，总电流I。 1、总电阻R R 2、总电流I I第40页/共100页41电压降 当电流流过负载时发生电压降。如果在任一点的电阻器件过多，会导致该部分电路两端电压降过大。汽车电路中正常情况下开关、保险、插接件两端的电压降应近似为零，如果使用电压表测量发现以上部位电压降过大则说明存在故障应及时维修。 第41页/共100页42电路中常见元器件电阻第42页/共100页43电路中常见元器件开关 开关是电路中最常见的控制装置，操作人员通过输入一个动作，开关会出现两种状态中的其中一种，接通状态和断开状态。断开状态，电阻无穷大断开状态，电阻无穷大接通状

16、态，电阻为零接通状态，电阻为零开关开关输入输入输出输出第43页/共100页44电路中常见元器件开关 汽车上的开关一般分为两种： 常开开关 常闭开关 汽车上开关的安装位置有两种：控制火线端控制火线端控制搭铁端控制搭铁端第44页/共100页45电路中常见元器件开关 开关在电路中的表达方法：第45页/共100页46电路中常见元器件继电器 作用：实现小电流控制大电流 第46页/共100页47电路中常见元器件继电器 继电器在电路中的应用第47页/共100页48电路中常见元器件继电器 继电器的图式表达第48页/共100页49电路中常见元器件电路保护装置 常见保险装置： 熔断器（保险丝） 易熔线第49页/共

17、100页50电路中常见元器件电路保护装置 熔断器 熔断器作用：保护各负载支路用电安全，防止过载导致线路烧毁。 常见安装部位：仪表板内。 选用方法和原则：根据瓦特定律计算出额定电流后增加5%10%即可。第50页/共100页51电路中常见元器件电路保护装置 易熔线 易熔线作用：对主电源线提供保护 常见安装部位：一般位于蓄电池和发电机附近的主连接处。 选用方法和原则：一般比它保护的线号小四个线号（大四个号码），比如14号线，需要18号易熔线。第51页/共100页52万用表的使用（1）DCV称 直流电压直流电压 档，红笔插万用表的 V/ 插孔：黑表笔插万用表的 COM 插孔，测量电压时与负载 并联并联

18、 。请填写万用表的名称。（2）ACV称 交流电压交流电压 档，红表笔插万用表的 V/ 插孔：黑表笔插万用表的 COM插孔，测量电压时与负载 并联并联 。第52页/共100页53万用表的使用（3）DCA称 直流电流直流电流 档， 红笔红笔 插万用表的 “A”或“20A”插孔，当电流大于 2 A 时则应插在 20A插孔上，当电流接近20A时，测量时间不能大于 40 秒。黑表笔总是插在万用表的 COM 插孔。测量电流时只能与负载 串联串联 ，千万不可与负载千万不可与负载 并联！并联！否则万用表烧坏！否则万用表烧坏！第53页/共100页54万用表的使用（4）ACA称 交流电流交流电流 档，红笔插万用表

19、的 “A”或“20A”插孔，当电流大于 2 A时，则应插在 20A 插孔上，当电流=20A时，测量时间不得大于40秒：测量电流时只能与负载 串联串联 ，千万不可与负千万不可与负载并联！否则万载并联！否则万用表烧坏！用表烧坏！第54页/共100页55万用表的使用（5）OHM称 电阻电阻 档，红、黑笔插孔与电压档相同 ，所以要特别注意，在所以要特别注意，在OHM档上千万不可误测电压！档上千万不可误测电压！否则万用表烧坏！否则万用表烧坏！（6）hFE档是用来测量三极管的，也可用来判断三极管。（7）二极管档是用来测量二极管的，当电阻小于小于30时，发出声音。红表笔为正，黑表笔为负（注意：指针式万用表相

20、反红表笔为负，黑表笔为正）第55页/共100页56万用表的使用注意！在汽车上绝对不能用万用表进行以下测量： 1）点火高压电路 2）起动电流 3）电瓶内阻 否则，将烧坏电子表，或造成生命危险。电压用并联；电流先换线，然后用串联；电阻不带电；电压用并联；电流先换线，然后用串联；电阻不带电；注意换量程；未知大到小；要测半导体，先分正负线；注意换量程；未知大到小；要测半导体，先分正负线；第56页/共100页57 练习： 1、测量蓄电池电压 。 2、测量前雾灯电阻 。 3、测量前雾灯电流 。 4、理论计算验证。测电流时要注意测电流时要注意第57页/共100页58电路检测常用工具 跨接线 试灯第58页/共

21、100页59万用表在电路故障诊断中的应用第59页/共100页60电路故障诊断严禁使用刮火法！ 使用试灯还是使用万用表？ 对于汽车上没有电子模块，消耗电流较多的电路，即负载电阻比电压表电阻小得多，电流在不必要电阻即伪负载上产生的电压降就可能使真正的负载不能正常工作，这些电路最好用试灯检测。 如果是电子电路，特别是使用了计算机控制的电路，必须使用高阻抗数字万用表检测。第60页/共100页61开路 电路的连通性遭到破坏-断开的电路，开路可能出现在电路的供电回路，也可能在电路的搭铁回路。 判断开路故障的办法： 跨接线第61页/共100页62开路第62页/共100页63开路第63页/共100页64短路

22、电流不走正常的通路而绕过部分正常的通路。第64页/共100页65搭铁 搭铁是一种特殊的短路现象，是负载部件被短路，电流未到达负载部件便流到搭铁点，出现此故障时，由于供电电路电阻极小，造成从电源拉出过大电流，导致熔断熔丝。第65页/共100页66搭铁第66页/共100页67额外电压降 额外电压降是指加给负载部件的电压被电路别的地方“吃掉”，而不是用于该负载部件。第67页/共100页68永磁体 磁铁具有磁性，有南极S，和北极N，极顶处吸力最强，磁铁产生磁力线从南到北。第68页/共100页69永磁体 同性相斥，异性相吸不同材质导磁能力不同不同材质导磁能力不同汽车上有些部位需要导汽车上有些部位需要导磁

23、能力强的材料磁能力强的材料有些部位需要导磁能力有些部位需要导磁能力弱的材料弱的材料第69页/共100页70汽车上常用永磁体的部位 直流电机（雨刮电机，少数起动机） 磁电型传感器 霍尔型传感器 燃油量传感器第70页/共100页71电生磁 当电流流过导体时，在导体周围会产生磁场第71页/共100页72电生磁第72页/共100页73电生磁 磁场强度影响因素： 流过线圈的电流大小 线圈的匝数 线圈直径、长度和铁心材料磁场强度以流过线圈的电流安培乘以线圈的总匝数度量。安培匝数第73页/共100页74电磁干扰抑制 电磁干扰：是在复杂的汽车电气线路中由于部分线路通断切换电流时产生磁场影响另一部分线路的现象。

24、 电磁干扰危害：由于计算机的运用，很多传感器的信号强度很弱，极易受到其他线路的电磁干扰，从而输送误差信号给计算机，严重时会导致发动机停机 抑制方法： 增加导线阻值（点火系统的高压线） 使用电容器和扼流圈 屏蔽重要线路 采用指定的搭铁电路，减少搭铁通路数目。第74页/共100页75直流电和交流电 直流电： 大小和方向都不随时间变化的电流。又称恒定电流。有固定的正负极。如蓄电池，干电池，直流发电机及各种整流电源。 直流电用DC表示。 交流电： 交流电的方向和大小随时间周期性的变化。交流电用AC表示。0tU0t/23/22u第75页/共100页76各种交流电形态0t/23/22uA (单相正弦交流电

25、单相正弦交流电)0tuB (尖脉冲尖脉冲)0tuC (半波整流脉动直流半波整流脉动直流)tuD (高压点火脉冲高压点火脉冲)第76页/共100页77各种交流电形态0tE (方波脉冲方波脉冲)0tuF (全波整流脉动直流全波整流脉动直流)tUG (低压点火脉冲低压点火脉冲)0VI硅管0.7V20VH (二极管特性曲线二极管特性曲线)第77页/共100页78各种交流电形态0tUI (标准直流电标准直流电)J（三相正弦交流电三相正弦交流电）/23/20t2uuBuCuAK（三相半波整流输出波形三相半波整流输出波形）Uf0tL（三相桥式整流输出波形三相桥式整流输出波形）/23/20t2u第78页/共1

26、00页79半导体 半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间，纯净的半导体导电能力会受到外界光线、温度等影响。 锗和硅是最常用的半导体 为了提高半导体的导电能力，在半导体内掺入一些杂质，形成P和N型两种半导体第79页/共100页80二极管 由P型和N型两种半导体制成 二极管符号PN第80页/共100页81二极管第81页/共100页82二极管单向导电性第82页/共100页83二极管的整流作用 单相半波整流 图3 半波整流U21u1半波整流输出波形Um0t/23/22U21图4半波整流波形图0t/23/22u1Um输入波形第83页/共100页84二极管的整流作用 单相桥式整流 U220t/23/22U2

27、2桥 式 整 流输出波形图6桥式整流波形图0t/23/22u1Um输入波形第84页/共100页85二极管的整流作用 汽车发电机三相桥式整流 NCBAuCuBuAUf图8 三相桥式整流图9 三相桥式整流波形图三相输入电压波形/23/20t2uuBuCuA/23/20t2Uf三相桥式整流输出电压波形T1T2第85页/共100页86二极管的整流作用 汽车发电机九管整流电路U1U2NuCuBuAU2U1图10汽车发电机九管整流电路图10A汽车发电机负载电源图10B汽车发电机励磁绕组电源第86页/共100页87二极管的保护作用 利用二极管和线圈串联或并联实现吸收、释放自感电动势。第87页/共100页88发光二极管 发光二极管检测 二极管的检测第88页/共100页89电信号和电流的区别 信号是一种信息，表达、传递事物的某种状态 电信号和电流的区别： 电信号和纯粹的电流没有区别。 电信号可以理解为电流随需要传送的信号变化，以此传递信息。 电信号既然就是变化的电流，当然传输也就是电流的传导过程了。 一般用电来传输信号时电压和电流的幅值都比较小，在工程上属于弱电的范畴。第89页/共100页90模拟信号 模拟信号(Analog Data)是由传感器采集得到的连续