照明与信号系统(第2课)

汽车拖拉机学——电器与电子设备主讲人：鲁植雄教授《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件Email：luzx@电话：1395171578031一月2023231一月2023第1课照明系统第2课信号系统第三章照明与信号系统331一月2023一、信号系统的类型二、转向信号装置三、制动信号装置四、危险警告信号五、喇叭六、倒车蜂鸣器及语音倒车报警器七、其它信号装置本节课的主要内容第2课信号系统第三章照明与信号系统431一月2023车辆信号系统的作用：通过灯光和声响向其他车辆的驾驶员及行人发出警示，以引起注意，确保车辆行驶的安全。信号系统主要有灯光信号装置和声响信号装置两大类组成。除此，在一些大型载货车的车身和后尾部还需要粘贴反光标识。一、信号系统的类型第2课信号系统第三章照明与信号系统531一月20231．灯光信号装置灯光信号装置包括转向信号装置、制动信号灯、危险警告信号灯及示廓灯、停车灯、雾灯、门灯等。(1)转向信号装置。在汽车起步、超车、调头和停车时，左侧或右侧的转向信号灯会发出明暗交替的闪光信号，以示汽车改变行驶方向。汽车的转向信号灯大都采用橙色，转向信号灯的闪光频率应控制在50～110次／min范围内，一般为60～95次，min。转向信号灯每侧至少两个：前、后转向信号灯，有的还有侧转向信号灯。转向信号灯由转向开关控制。(2)制动信号灯。简称制动灯，装在汽车尾部两侧，在汽车制动时，发出较强的红光，以示汽车紧急减速，提醒后面的车辆和行人注意。为避免尾随大型车对轿车碰撞的危险，轿车后窗内可加装由发光二极管成排显示的高位制动灯。两个制动灯的安装位置应与汽车的纵轴线对称并在同一高度，制动灯的红色信号应保证夜间100m以外能够看清。(3)危险警告信号灯。又称为危险报警灯，由前、后、左、右危险警告信号灯同时闪烁表示车辆有紧急情况需要处理。危险警告信号灯与转向信号灯采用同一套灯具，闪烁频率要求与转向信号相同。(4)示廓灯。是指标志汽车宽度和高度方向轮廓的信号灯，分别称为示宽灯和示高灯。示宽灯包括装在车前部的小灯、车后部的尾灯，它们装在汽车前后两侧的边缘，在汽车夜间行驶时，以示汽车的宽度。一、信号系统的类型第2课信号系统第三章照明与信号系统631一月20232.声响信号装置声响信号装置包括气喇叭、电喇叭和蜂鸣器等，在汽车起步、超车或倒车、转向时，提醒行人和其他车辆注意。气喇叭是利用气流使金属膜片振动发声，多用在装有气压制动的载重汽车上。电喇叭的声音清脆悦耳，其音量不超过105dB，因而被广泛应用于各种类型的汽车。蜂鸣器有倒车蜂鸣器和转向蜂鸣器之分。电喇叭直接由喇叭按钮(或通过喇叭继电器)控制；倒车蜂鸣器由倒挡开关控制；转向蜂呜器由转向开关控制一、信号系统的类型第2课信号系统第三章照明与信号系统731一月2023车辆转弯时使左或右侧转向灯发出明暗交替的闪光信号，以示车辆转向。转向信号装置主要由转向灯、闪光器、转向灯开关及装在仪表板上的指示信号灯等组成。1.转向灯转向灯是转向信号的光源，由前转向灯、侧转向灯和后转向灯组成，要求的颜色为琥珀色。照明强度要求前、后转向灯在白天距其100m处能够观察到其工作状况，侧转向信号灯距其30m处能够观察到其工作状况。2.闪光器的类型闪光器用来控制转向灯发出明暗交替的闪光信号，闪光的频率要求为1.5Hz±0.5Hz。目前在汽车上使用的闪光器按结构原理的不同有电容式、电热式和电子式等多种。二、转向信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统831一月2023二、转向信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统（1）电容式闪光器。组成：由电磁式继电器连接一个电容组成，继电器的铁芯上绕有串联线圈和并联线圈，电容器采用大容量的电解电容器。工作原理：通过电容器的充放电延时特性，控制继电器触点按一定的频率开闭而使转向信号灯闪烁。接通转向灯开关后：电流经蓄电池正极→串联线圈→弹簧片→触点→转向灯开关→转向信号灯→搭铁到蓄电池的负极。此时并联线圈及电容被短路，无电流通过，但通过较大电流的串联线圈产生的磁力大于弹簧片的作用力，触点被迅速打开，因此转向信号灯一闪亮即立即变暗。图3-14电容式闪光器电路原理931一月2023二、转向信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统触点断开后：电源向电容器充电，其电流通路为：蓄电池正极→串联线圈→磁轭及铁芯→并联线圈→电容器→转向灯开关→转向信号灯→搭铁到蓄电池的负极。由于并联线圈的电阻值较大，充电电流较小，此时的灯暗。同时两线圈产生的磁场方向相同，保持触点的打开。随着电容器的充电，其两端电压逐渐升高，充电电流逐渐减小，串联线圈和并联线圈的电磁吸力减小，不足以抗衡弹簧片的弹力时触点闭合。转向信号灯和指示灯变亮。与此同时，电容器通过触点放电，其通过并联线圈放电的电流与串联线圈产生的磁场相反，削弱了线圈的磁力，因此触点保持闭合，转向灯继续处于亮的状态。随着电容器的放电，其两端电压逐渐下降，放电电流减小，线圈的退磁作用减弱，串联线圈的电磁力又增加，触点又重新打开，灯变暗。如此反复，继电器的触点交替开闭，转向信号灯和指示灯即按一定的频率闪烁。图3-14电容式闪光器电路原理1031一月2023二、转向信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统（2）电热式闪光器。也叫翼片式或叶片弹跳式闪光器。它是利用电流的热效应，通过热胀条的热胀冷缩接通和断开触点，使转向信号灯闪烁。根据其结构的不同有直热翼片式和旁热翼片式两种形式。①直热翼片式闪光器其翼片为弹性钢片，热胀条是热胀系数较大的合金钢带，其中间焊有动触点，在冷态时依靠热胀条将翼片绷紧成弓形，使触点处于闭合状态。当接通转向灯开关时，蓄电池即向转向信号灯供电，转向信号灯和指示灯立即发亮，此时热胀条通电而受热膨胀伸长，翼片在自身弹力的作用下突然绷直，使触点断开，转向灯熄灭。触点断开后，热胀条因断电而冷却收缩，最终又使翼片弯曲成弓形，触点再次闭合，接通电路，转向信号灯再次发亮，如此反复使转向信号灯按一定的频率闪烁。图3-15直热翼片式闪光器1131一月2023二、转向信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统②旁热翼片式闪光器：如图3-16所示，电热丝的一端焊在热胀条上，另一端与静触点相连，其热胀条由绕在其上的电热丝通电后产生的热量加热，所以称为旁热翼片式。在不工作时，翼片绷紧，触点处于断开状态。接通转向开关后，电流由蓄电池正极→接线柱B→支架7→电阻丝2→静触点5→接线柱L→转向灯开关8→转向信号灯和指示灯→搭铁回到蓄电池负极。此时虽然信号灯有电流流过，但由于电阻丝2的电阻较大，电路中的电流较小，所以转向灯不亮。电热丝通电产生的热量使热胀条受热伸长到一定值时，翼片便在自身弹力的作用下伸直而使触点闭合。此时电流由蓄电池正极→接线柱B→翼片6→动触点4→静触点5→接线柱L→转向灯开关8→转向信号灯和指示灯→搭铁回到蓄电池负极。由于电流不再流经电阻丝2，电流增大，转向信号灯和指示灯发亮。被短路的电阻丝则冷却收缩，又拉紧翼片，使触点再次分开，灯又变暗。如此反复，使转向灯闪烁。图3-16旁热翼片式闪光器电路原理1231一月2023二、转向信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统翼片式闪光器在工作时其翼片的伸直和弯曲过程会发出“卡嗒”声响，可给驾驶员以“转向灯开着”的提示，起到监控作用，且具有结构简单、频率较稳定的优点。但其翼片加热的时间取决于电流的大小，所以其闪光频率与信号灯的负载大小有关，若左（右）侧前后信号灯中的一个损坏，就会因负载减小，加热时间缩短，翼片不能弹回，触点不动作，使剩下的另一个信号灯长亮不闪。图3-16旁热翼片式闪光器电路原理1331一月2023二、转向信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统（3）电子闪光器。是在电容式闪光器的基础上发展的闪光器，其性能优于电热式闪光器，当其一个信号灯损坏时，能向驾驶员发出声响和灯光警告信号。电子闪光器的种类繁多，有由晶体管和小型继电器组成的有触点式电子闪光器、由集成电路和小型继电器组成的有触点集成电路闪光器、以及全晶体管式无触点闪光器等。带继电器的使用较多。电子式闪光器用一个电磁式继电器来控制输给转向信号灯的电流，它不但在吸合时产生声响信号，且继电器触点的电压降也较小，对低速大电流的开关是比较有利的。1431一月2023二、转向信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统图3-17所示为带继电器的电子闪光器。三极管VT1、VT2和VT3组成一个正反馈环，VT1、VT2是复合接法可看成是一只高效三极管，VT3控制着VT1、VT2的偏流。接通转向灯开关后，电流经蓄电池正极→电源开关2→接线柱B→R2→接线柱L→转向灯开关5→转向信号灯及指示灯4→搭铁回到蓄电池负极。由于电阻R2的阻值比转向灯的电阻值大得多，使VT1的基极低于其正向导通电压而截止，VT2导通，继电器的线圈通电，触点J闭合。此时由于R1的阻值很小，所以通过转向灯的电流较大而使灯亮。图3-17带继电器的电子闪光器1531一月2023二、转向信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统继电器触点J闭合后，C1通过R8、VT2、R9放电，放电电流在R9上的电压降使VT1反偏而保持截止，转向灯维持亮态。此时，R1上的电压降降低了VT3发射极的电位，使其无正向偏压而保持截止状态。随着C1放电电流的逐渐减小，VT1的基极电位又逐渐上升，当达到正向导通电压时，VT1又导通，VT2又截止，继电器的线圈断电使触点J断开，转向灯转暗。继电器J触点断开后，VT3的发射极电位升高，R3、VD1的电压降又使VT3正偏导通。VT3的集电极电流对C1充电，与此同时，电源经继电器线圈、R8也对C1充电，充电电流在R9上的电压降使VT1保持正偏导通而使灯保持暗的状态。随着C1充电电流的减小，VT1的基极电位下降，又使VT1截止，VT2导通，继电器线圈产生的电磁吸力又使其触点J闭合，转向灯又变亮。这样继电器的触点反复地闭合、断开，使转向信号灯闪烁。图3-17带继电器的电子闪光器1631一月2023二、转向信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统转向信号操作1731一月2023三、制动信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统

车辆制动时，其尾部的制动信号灯应发出较强的红光，白天距其100m处能够观察到其工作状况，且其亮度应明显大于后位灯，以向车辆后方其他道路使用者表明车辆正在制动，警告他们保持安全距离。除了在车尾处的制动灯外，有的汽车还装有高位制动灯，以使制动信号更加醒目。制动信号装置由制动信号灯、制动灯开关及连接线路组成。制动灯开关控制信号灯的亮灭。开关的形式有气压式、液压式和机械式等。1.气压式制动灯开关

用在使用气压制动系统的汽车，装在制动系的输气管路上。当驾驶员踏下制动踏板制动时，制动压缩空气推动膜片向上拱起，压缩弹簧使触点与接线柱接合，接通制动灯电路。解除制动时，制动系气压降低，在回位弹簧的作用下膜片复位，触点断开，制动灯电路断开，信号灯熄灭。图3-19气压式制动灯开关1831一月2023三、制动信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统2.液压式制动灯开关

用于采用液压制动系统的汽车上，装在液压制动总泵的前端。制动时，由于制动管路中的制动液压力升高，膜片向上拱曲，接触桥使接线柱接通，制动信号灯电路导通，制动灯发亮。解除制动后，系统压力降低，接触桥在回位弹簧的作用下复位，制动信号灯电路被切断而灯熄灭。图3-19气压式制动灯开关1931一月2023三、制动信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统3.机械式制动灯开关

机械式制动灯开关直接由制动踏板控制，制动踏板踏下时，开关的触点闭合，接通制动信号灯电路，制动灯亮。松开制动踏板后，在回位弹簧的作用下复位而使触点断开，电路断开，制动信号灯熄灭。机械式制动灯开关2031一月2023四、危险警告信号第2课信号系统第三章照明与信号系统在汽车行驶中，如遇到危险情况或车辆发生故障不能正常行驶或需紧急停车时，使所有转向灯同时闪烁作为警告信号，向其它车辆及行人报警。危险警告信号由独立的开关控制，与转向信号共用一套灯光、闪光器，也有个别车辆单独安装危险警告用闪光器的。危险警告开关将闪光器直接与蓄电池相连，所以其在点火开关切断（停车）时也可使用。危险警告信号和转向信号灯的闪光频率应为1.5Hz±0.5Hz，启动时间小于等于1.5s。且能在某一转向灯发生故障（短路除外）时，其他转向灯可继续工作，但闪光频率可以不同于上述规定的频率。2131一月2023五、喇叭第2课信号系统第三章照明与信号系统汽车上都应装有能发出连续的音响，但又不能过高或刺耳的喇叭，喇叭的声级在距车前2m、离地1.2m处测量时，其值应为90dB（A）～115dB（A）。1.喇叭的种类

喇叭按发音动力有气喇叭和电喇叭两种。气喇叭是利用气流使金属膜片振动发声，用在有压缩空气源的中、重型载货汽车或大型客车上。但气喇叭的音量高，在市区道路上禁止使用，所以汽车上必须装用电喇叭。电喇叭具有能源方便、结构简单、维修简便、容易调整、音质悦耳、声音宏亮等优点，所以现代汽车应用较多。目前汽车上使用的电喇叭又有触点式和电子式两类。2231一月2023五、喇叭第2课信号系统第三章照明与信号系统2.喇叭的结构和工作原理（1）触点式电喇叭。触点式电喇叭通常都是采用振动式。按音调可分为：高音和低音两类；按外形的不同分为：长筒形、螺旋形（或蜗牛形）和盆形。长筒形电喇叭对城市交通噪音的穿透性较好，音响传播较远，但由于其体积较大，且为控制城市机动车噪声，所以在使用上受到一定的限值。螺旋形电喇叭的声音和谐清脆，声谱中含有较多的强度相近的谐音，且分布比较均匀，因此使用广泛。盆形电喇叭的特点是没有扬声器筒，体积小重量轻，对城市噪声的穿透性也强，加上耗电少，安装方便等优点，所以在小型车上使用较多。2331一月2023五、喇叭第2课信号系统第三章照明与信号系统①筒型、螺旋形电喇叭：其内部的触点15在触点臂自身的弹力作用下保持闭合状态，电喇叭线圈电路通过触点形成通路。当按下喇叭按钮时，线圈通电，产生电磁力吸引衔铁下移，与其一起移动的调整螺母14将活动触点臂下压，触点断开，线圈断电；喇叭线圈断电后磁力消失，衔铁在弹簧片的弹力作用下上移回位，触点又闭合；触点闭合后，喇叭线圈又通电。如此循环，使衔铁上、下移动，并通过中心螺杆带动膜片和共鸣板振动，从而发出一定音调的声波，由扬声器加强后传出。为了减小触点火花，保护触点，在触点间并联了电容器，其延长触点使用寿命的目的。图3-22筒型、螺旋形电喇叭结构原理2431一月2023五、喇叭第2课信号系统第三章照明与信号系统②盆形喇叭当按下喇叭按钮时，喇叭内部通电，其电路为：蓄电池正极→线圈→触点→喇叭按钮→搭铁回到蓄电池负极。电磁线圈通电产生的电磁力吸动衔铁向下移动，带动膜片动作，当衔铁移动一定距离后，推动触点，使电磁力消失，此时膜片的弹性使衔铁回到原来的位置，触点重新闭合。重复上述动作，如此循环不已，使膜片和共鸣板连续振动发出声响。图3-23盆形电喇叭的结构及工作原理2531一月2023五、喇叭第2课信号系统第三章照明与信号系统（2）无触点电喇叭。触点式电喇叭工作时触点会产生火花，使其烧蚀而影响工作可靠性。无触点电喇叭用晶体管取代了触点，避免了触点烧蚀等故障的产生，使电喇叭的工作性能更为可靠。无触点电喇叭也称电子喇叭，随着汽车电子技术的发展，其在车辆上的使用越来越广。当喇叭电路接通时，晶体管VT加正向偏压而导通，线圈中便有电流通过，产生电磁力吸引上衔铁，带动绝缘膜片和共鸣板一启动作。当上衔铁与下衔铁接触时，晶体管TV失去偏压而截至，切断线圈中的电流，电磁力消失，膜片与共鸣版在弹力作用下复位，上、下衔铁又恢复为断开状态，晶体管又重新导通，如此循环动作，膜片不断振动而发出响声。图3-24盆型电喇叭的结构图3-25WDL-120G型电子电喇叭电路2631一月2023五、喇叭第2课信号系统第三章照明与信号系统3.喇叭继电器为了获得更加悦耳的声音，在有些汽车上装有两个不同音调（高音、低音）的喇叭。有的甚至用三个（高、中、低）不同音调的喇叭。此时喇叭耗用的总电流较大，用喇叭按钮直接控制喇叭时触点容易烧坏，为避免这一缺陷，延长喇叭的使用寿命，通常加装一个喇叭继电器。图3-26有喇叭继电器的喇叭电路2731一月2023六、倒车蜂鸣器及语音倒车报警器第2课信号系统第三章照明与信号系统汽车倒车时除了有倒车警告灯信号外，在有些车上还装有倒车蜂鸣器及语音倒车报警装置，汽车倒车时，在倒车信号灯亮的同时向行人和其它车辆提供声响警告。图3-27所示为一种倒车蜂鸣器间歇发声控制电路。其结构原理与电容式闪光器相似，即利用电容的充放电特性，使线圈L1和L2的磁场方向时而相同、时而相反，控制触点4时开时合，从而使电磁振动式蜂鸣器间歇发声。图3-27倒车蜂鸣器间歇发声控制电路2831一月2023六、倒车蜂鸣器及语音倒车报警器第2课信号系统第三章照明与信号系统图3-28电子式倒车间歇发声控制图3-28是解放CA1091载货汽车上使用的电子式倒车间歇发声控制器的电路图。其发音部分是一只功率较小的电喇叭，控制蜂鸣器发声的是一个由无稳态电路和反相器组成的开关电路。即VT3按照无稳态电路的反转频率不断地导通、截止，使蜂鸣器发出间歇性的鸣叫。在一些汽车上还使用了音乐和语音倒车警告信号装置，集成电路语音片输出的语音信号经功放电路放大后，推动扬声器发出“请注意倒车”等类似的警告声。2931一月2023七、其它信号装置第2课信号系统第三章照明与信号系统1.位灯位灯也叫位置灯。有前位灯、前（后）侧位灯、中部侧位灯和后位灯组成。前位（侧）灯是从车辆前部观察，显示车辆存在宽度的灯。后位（侧）灯是从车辆后面观察，显示车辆存在宽度的灯。前位灯光色为白色，