汽车电器基本知识、主要电子控制系统课件

1、汽车电器基本知识、主要电子控制系统汽车电器基本知识、主要电子控制系统第九讲 汽车电器 第一节 电器概述 第二节 电源系统 第三节 点火系统 第四节 起动系统 第五节 照明信号系统 第六节 全车线路连线原则 第七节 现代汽车计算机控制系统第九讲 汽车电器 第一节 电器概述第一节 电器概述第一节 电器概述电在汽车上也是必不可少的：电火花，起动，照明、仪表、信号等。可以说，汽油是汽车的血液，电是汽车的神经包括电源系统点火系统起动系统照明信号系统仪表警告系统现代汽车应用了更多的电子计算机控制系统，使汽车称为典型的机电一体化产品。电在汽车上也是必不可少的：电火花，起动，照明、仪表、信号等。全车线路连线原

2、则低压：汽车电器设备系统的额定电压有12V和24V两种。目前汽油机普遍采用12V，而柴油机则多采用24V。直流：汽车发动机的起动机是直流串励式电动机，必须由蓄电池供电，而向蓄电池充电必须用直流，所以汽车电器设备为直流系统。单线制：汽车上所有电器设备均为并联。而从电源到用电设备只用一根导线连接，汽车底盘、发动机等金属机体作为另一公共“导线”。单线制导线用量少，线路清晰，安装方便。负极搭铁：单线制时蓄电池的一个电极接至车架上，称“搭铁”。负极接车架即为“负极搭铁”。负极搭铁对车架或车身的化学腐蚀较轻，对无线电干扰较小。（大多数车辆均采用负极搭铁）均装有保险装置，以防短路烧坏用电设备除起动机、喇叭、

3、转向灯之外，各用电设备均经过电流表全车线路连线原则低压：汽车电器设备系统的额定电压有12V和2第二节 电源系统第二节 电源系统一 概述作用：在汽车上用于产生和储存电能，并供给一切用电设备。组成：蓄电池发电机(及调节器)一 概述作用：二 蓄电池功能：电能化学能作用起动时，给起动机供电工作中：发电机发出的电能超 过用电设备的需要时，由蓄电池储存发电机发出的电能不满足用电设备的需要时，由蓄电池部分或全部供电构造：主要是铅酸蓄电池外壳，极板组，隔板，电解液，极柱二 蓄电池功能：电能化学能其他类型的蓄电池干荷电铅蓄电池：干态，加入电解液30min后，不需要充电即可使用，是应急的理想电源免维护蓄电池：也叫

4、MF电池。使用过程中不需要添加蒸馏水，不需进行维护碱性蓄电池电动汽车的蓄电池钠硫电池燃料电池 锌-空气电池其他类型的蓄电池三 发电机作用由发动机带动发出电能(机械能电能)正常情况，除起动机之外的所有用电设备由其供电，并向蓄电池充电组成(硅整流交流发电机)转子总成：磁场部分定子总成：电枢线圈硅整流器：三相交流直流调节器作用：调节发电机的输出电压，使其稳定在规定的工作范围三 发电机作用汽车电器基本知识、主要电子控制系统第三节 点火系统第三节 点火系统一 概述作用：将低压高压，按一定次序和时刻分别分到各个气缸产生电火花，点燃可燃混合气组成点火开关电源点火线圈分电器火花塞一 概述作用：将低压高压，按一

5、定次序和时刻分别分到各个气点火开关：控制点火系的初级电路及仪表电路等蓄电池：12V，供给点火系所需的电能点火线圈：自耦变压器,将低压变成能击穿火花塞间隙的高压分电器：由断电器、配电器、点火提前调节装置组成火花塞：产生电火花，点燃混合气电容器：减小触点分开时产生的火花，延长触点使用寿命点火开关：控制点火系的初级电路及仪表电路等二 主要元件点火开关：起动时，接通低压电路点火线圈：低压高压分电器作用：接通和切断低压线路组成断电器：磁通变化经磁场产生高压配电器：分配高电压至各气缸上点火提前装置离心提前装置：转速越高，提前角越大真空提前装置：负荷越小，提前角越大人工提前装置：根据汽油辛烷值火花塞：高压电

6、流下，两极间产生电火花，点燃气缸中的混合气。二 主要元件点火开关：起动时，接通低压电路汽车电器基本知识、主要电子控制系统三 点火系电路三 点火系电路第四节 起动系统第四节 起动系统一 概述作用通过转动发动机曲轴，使其进入工作状态组成起动机电磁操纵机构起动方式人力电力起动一 概述作用二 起动机作用：产生起动扭矩结构：壳体、磁极、电枢、整流子、电刷二 起动机作用：产生起动扭矩三 电磁操纵机构作用：控制起动电机的运转和起动齿轮与飞轮齿圈的啮合与脱离，防止电机电枢超速运转三 电磁操纵机构作用：控制起动电机的运转和起动齿轮与飞轮齿四 起动电路四 起动电路第五节 照明信号系统第五节 照明信号系统一 照明装

7、置一 照明装置仪表指示系统概述为使驾驶员能随时了解汽车和发动机的各种参数是否正常，以便及时采取措施，防止发生人身和机械事故，汽车上或多或少地使用各种仪表。这些仪表有的显示汽车的常规运行参数，有的显示某些极限参数。仪表系统电流表 机油压力表水温表 燃油表车速里程表 发动机转速表指示灯系统温度指示灯 机油压力指示灯充电指示灯 燃油低液位指示灯制动系统指示灯 制动液面警告灯仪表指示系统概述为使驾驶员能随时了解汽车和发动机的各种参数是二 仪表二 仪表电流表：指示蓄电池充电或放电电流机油压力表：检测机油(润滑系统)压力水温表：指示发动机冷却水工作温度燃油表：指示燃油箱内储油量的多少车速里程表：指示行车车

8、速，累计汽车行驶里程数发动机转速表：用于监视发动机工作状况，便于掌握换挡时机电流表：指示蓄电池充电或放电电流三 信号及报警装置转向信号闪光器倒车信号电源指示灯仪表报警装置喇叭三 信号及报警装置转向信号辅助电器设备辅助电器设备风窗玻璃洗涤器组成控制电路与刮水器联动动作低速刮水高速刮水点动刮水间歇刮水洗涤风窗风窗玻璃洗涤器组成电动刮水器组成：电动机传动机构动作慢速刮水快速刮水停机复位：不管何时切断电源都停止在下部电动刮水器组成：风窗除霜装置风窗除霜装置电动门窗玻璃升降器组成：电动机减速装置传动机构齿扇式齿条式控制开关电动门窗玻璃升降器组成：汽车电器基本知识、主要电子控制系统汽车空调汽车空调汽车音响

9、汽车音响第六节 全车线路第六节 全车线路一 全车线路连线原则低压：汽车电器设备系统的额定电压有12V和24V两种。目前汽油机普遍采用12V，而柴油机则多采用24V。直流：汽车发动机的起动机是直流串励式电动机，必须由蓄电池供电，而向蓄电池充电必须用直流，所以汽车电器设备为直流系统。单线制：汽车上所有电器设备均为并联。而从电源到用电设备只用一根导线连接，汽车底盘、发动机等金属机体作为另一公共“导线”。单线制导线用量少，线路清晰，安装方便。负极搭铁：单线制时蓄电池的一个电极接至车架上，称“搭铁”。负极接车架即为“负极搭铁”。负极搭铁对车架或车身的化学腐蚀较轻，对无线电干扰较小。（大多数车辆均采用负极

10、搭铁）均装有保险装置，以防短路烧坏用电设备除起动机、喇叭、转向灯之外，各用电设备均经过电流表一 全车线路连线原则低压：汽车电器设备系统的额定电压有12二 全车线路图二 全车线路图第七节 现代汽车计算机控制系统第七节 现代汽车计算机控制系统汽车计算机控制的必要性为了实现高效、安全的公路交通，不能只着眼于汽车，而应把人、汽车和环境作为一个系统。为了改善和提高汽车的性能，需要对汽车的许多系统进行优化控制。微型计算机具有结构紧凑、工作可靠、功能强大、响应快速和价格低廉等优点，特别适宜于作为汽车计算机控制系统的控制器。目前，汽车计算机控制已经涉及到动力性、经济性、安全性、可靠性。其目的主要有：满足用户需

11、求，大幅度提高汽车性能，尤其是舒适性、方便性、安全性、可靠性等；满足社会需求，保护环境，节约能源、节省资材；实现公路交通系统智能化，将汽车与社会紧密联系起来。汽车计算机控制的必要性为了实现高效、安全的公路交通，不能只着电子控制一览燃油喷射控制(EFI)进气、增压控制空燃比控制点火控制(ESA)爆震控制怠速控制(ISC)排放控制(EGR)车 身安全性发动机底 盘自动变速器(ECT)防滑差速器(LSD)动力转向(EPS)四轮转向(4WS)制动防抱死(ABS)驱动防滑(ASR/TCS)巡行控制(CCS)悬架控制(TEMS)自动安全带安全气囊雷达防撞倒车报警防盗系统传动系转向系制动系行驶系悬 架电动车

12、窗电动门锁电动后视镜电动车顶电动天线自动空调自动座椅收放机电视机信息与通信电子仪表显示导向行驶车用电话机车用传真机电子控制一览燃油喷射控制(EFI)车 身安全性发动机底 控制系统框图传感器电控单元执行器输出输入ECU传感器：感测控制系统外部的信息并能电信号电控单元：控制系统的中枢，是系统中的信息处理部分。处理、分析、计算输入信息，形成控制指令并将控制决定传输给执行器。执行器：系统的输出部分，将ECU的控制指令转变为实现控制目标的物理运动控制系统框图传感器电控单元执行器输出输入ECU传感器：感测控发动机控制电控燃油喷射（EFI-Electronic Fuel Injection）按照发动机各种工

13、况的要求和进气量控制喷油量，实现空燃比的最佳控制。发动机控制目标动力性、经济性、排放控制、工作可靠性发动机控制电控燃油喷射（EFI-Electronic Fu自动变速箱自动变速箱能根据路面情况、实际工况来自动换入合适的档位，减轻了司机的劳动强度；全液压控制型：仅靠液压系统来实现控制电子控制型：由电脑控制换档时刻和换档模式 ECT-Electronically Controlled Transmission自动变速箱自动变速箱能根据路面情况、实际工况来自动换入合适的防抱死控制系统ABS (Antilock Braking System)控制目标缩短制动距离改善制动过程的方向稳定性保持制动过程的转

14、向操纵能力减轻驾驶员的紧张程度延长轮胎的使用寿命在制动过程中，电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定有车轮趋于抱死时，ABS就进入防抱制动压力调节过程。防抱死控制系统ABS (Antilock Braking S巡航行驶电子控制系统CCSCruise Control System控制目标使汽车速度保持稳定，将驾驶员从对节气门的持续控制中解脱出来，减轻驾驶员的工作强度。和防碰撞控制系统（低成本车距传感器）联系 形成 智能车辆道路系统举例：巡行控制有四个操作，位于方向盘上MAIN(开/关)：打开，使之处于备用状态SET/COAST(调置/滑行)：达到某希望车速时，推上该开关，进行调置RES/

15、ACC(再调置/加速)：调置暂时解除状态：推上该开关，重新调置上次调置的车速调置状态：推上该开关，加速CANCEL(消除)：解除调置状态巡航行驶电子控制系统CCSCruise Control 电子控制悬架系统传统的悬架组成：弹性元件，减振器，导向机构作用：车身与车轮之间的弹性连接，衰减和消除车身振动，改善行驶平顺性，提高汽车的方向稳定性被动式悬架：弹簧刚度和减振器阻尼不变电控目标为适应汽车在不同行驶状态和道路条件对刚度和阻尼变化的要求。具体控制要求在平整路面上，减少阻尼，提高汽车的平顺性在不平路面上行驶，加大阻尼，提高汽车的稳定性急转弯、急加速和紧急制动，旋架应比较硬即刚度大正常行驶时，应使悬

16、架感到比较柔软分类半主动悬架：对刚度阻尼、车身高度分级控制主动悬架：连续变化电子控制悬架系统传统的悬架汽车驱动防滑系统ASR(Accelerate Slip Regulation)加速打滑控制。作用：是当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内，从而防止驱动轮快速滑动。它的功能一是提高牵引力；二是保持汽车的行驶稳定。原理：当电脑检测到某个驱动轮打滑时，就会自动降低发动机的输出功率，并对打滑的车轮施加制动，直到车轮恢复正常的转动。ESP（Electronic Stabilty Program）电控行驶平稳系统包含ABS及ASR，是这两种系统功能上的延伸。因此，ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形

17、式。汽车驱动防滑系统ASR(Accelerate Slip Re转向控制控制目标改善驾驶员的转向操纵感觉，减轻驾驶员的体力消耗，提高汽车的转向能力要求既转向轻便省力，又能较好反馈“路感”计算机控制系统出现故障时，仍能保留人力转向能力尽可能减小转向的动力消耗分类：根据转向动力形式分液压转向系统：通过电磁阀对转向助力进行调节电液混合转向系统：转向油泵由电动机驱动电动转向系统(EPS)：电动机直接驱动转向机构四轮转向系统(4WS)液压、机械液压、电动转向控制控制目标安全气囊控制控制目标发生碰撞时，该系统可以在乘员与汽车内部结构之间膨胀开一个气囊，起缓冲作用，提高乘员安全性，是一种被动安全系统。气囊在

18、撞击约50ms内充满。安全气囊系统（ARS）主要组成输入：碰撞传感器， 系统检测装置ECU执行器：充气组件充气器压缩气体式：气体压缩在钢瓶中气体发生式：常用，如叠氮化钠气体发生器，NaN3+Fe2O3气囊：用尼龙布制成，可装在前排、后排、侧面等位置装饰盖和底板安全气囊控制控制目标导航与全球定位系统汽车导向系统：又称导航系统对飞机和轮船来说，由于周围无参照物，需要具备确定本身在地图上的位置，这种能够确定方位的装置是导航器。汽车的情况虽有不同，但当汽车在生疏地带行驶，特别是在难以看清道路标志和周围景色的夜间行车时，有时同样会迷失方向。故也需要各种导向行驶系统来确定其本身方向和位置，这种技术就是汽车自动导向技术。汽车导向系统的类型 地磁导向行驶系统电子地图导向系统惯性行驶系统无线电导向系统导航与全球定位系统汽车导向系统：又称导航系统全球定位系统GPSGlobal Positioning System，其含义是导航卫星授时、测距和全球定位系统。GPS汽车导向系统全球定位系统GPSGPS的组成空间部分：导航卫星地面站：检测部分用户设备：接受部分GPS的组成1、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。9月-229月-22Friday, September 9, 20222、成功源于不懈的努力，人生最大的敌人是自己怯懦