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1、w 山东公路技师学院 w 2015. 02. 01 汽车电工与电子基础 汽车电气系统的认识和工具使用 任务1 汽车电路基础 一、线路与电路的基本概念 在汽车供、用电系统中，电源提供电能，用电设备使用电 能。必须用导线将电源与用电设备两者合理地连接起来，让电 流形成回路，才能使电流在用电器中做功。电工学中将这种电 流通过的路径称为电路，而一般的电路都是用导线连接而成的 ，故又称为线路。汽车电路是汽车电器线路的简称，是用选定 的导线将全车所有的电器设备相互连接成电路，构成一个完整 的供、用电系统。 电路的概念可通过图1.1来理解。如图1.1(a)所示，把蓄 电池的正极、负极与灯泡用导线连接起来即形
2、成了实际电路 。如果用符号表示图中的电器，就会得到图1.1(b)所示的电 路图，图中R表示灯泡的电阻，箭头表示电流的方向。如果在 图1.1(b)电路中增设一个开关，就形成了图1.1(c)所示的电 路，该电路可通过开关控制电路的通与断。开关断开时，电 路中没有电流通过，灯不亮，这种状态称为开路或断路；开 关闭合时，电路中有电流通过，灯亮，这种状态称为通路。 图1.1 电路的概念 (a) 实际电路；(b) 电路图示(无开关)；(c) 电路图示(带开关) 二、汽车电路中常用图形符号 汽车电路中的常用图形符号如图1.2所示。 图1.2 汽车电路中常用图形符号 三、常用报警灯和指示灯标志 在汽车上一般采
3、用特定的图形标志或英文字母来表示各种 开关、报警灯和指示灯的功能。这些图形标志国际通用，具有 形象、简明的特点，一看便知其功能。常用的报警灯和指示灯 标志如图1.3所示。 图1.3 常见报警灯和指示灯标志 任务2 汽车电路基础元件 一、保险装置 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 也称保险丝，在电路中起保护作用。当电路中 流过超过规定的电流时，熔断器的熔丝自身发热而熔断，切断 电路，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。熔断器的主要元件是熔丝(片)，其材料是锌、锡、 铅、铜等金属的合金。常见熔断器按外形分可分为熔片式、熔 管式、绝缘式、缠丝式、插
4、片式等，如图1.4所示。通常情况下 ，将很多熔断器组合在一起安装在熔断器盒内，并在熔断器盒 盖上注明各熔断器的名称、额定容量和位置，同时用不同的颜 色来区别熔断器的容量。 图1.4 常见熔断器 一般情况下，环境温度在1832，流过熔断器的电流 为额定电流的1.1倍时，熔丝不熔断；达到额定电流的1.35倍 时，熔丝将在60 s以内熔断；达到额定电流的1.5倍时，20 A 以内的熔丝将在15 s以内熔断，30 A的熔丝将在30 s以内熔 断。 熔断器在使用中应注意以下几点： (1) 熔断器熔断后，必须找到故障的真正原因，彻底排除 故障。 (2) 更换熔断器时，一定要与原规格相同；汽车上增加用 电设
5、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。 (3) 熔断器支架与熔断器接触不良会产生电压降和发热现 象，安装时要保证良好接触。 行驶途中熔断器熔断后的应急处理：可用其他电路的相同 或稍大容量的熔断器替代；如果其他电路也需要工作，可暂时 采用细导线代替其他电路的熔断器。一旦到达目的地或有新熔 断器时，应及时更换。 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，如图1.5所示。 注意： (1) 绝对不允许换用比规定容量大的易熔线。 (2) 易熔线熔断，可能是主要电路发生短路，因此必须仔 细检查，彻底排除隐患。 (3) 不能将易熔线和其他导线绞合在一起。
6、图1.5 易熔线实物与连接位置 3. 断路器 电路断路器通过断开电路和截断电流以防止导线和电子元 件过热和可能因此造成的火灾，在电路中用于防止有害的过载( 额外的电流)。电路断路器是机械装置，它利用两种不同金属( 双金属)的热效应断开电路，如图1.6所示。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 路断路器冷却时，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。 图1.6 断路器示意图 前照灯电路是应用电路断路器代替保险的一个极好 的例证。前照灯电路中任何地方发生短路或接地都会引 起额外的电流，并会因此断开电路。如果在夜晚突然失
7、 去前照灯往往会产生灾难性的后果，但电路断路器在断 开电路后又会迅速闭合电路，从而既避免了电路过热， 又可以至少保持部分前照灯能够工作。 二、继电器 继电器是利用电磁或机电原理及其他方法(如热电或电 子)实现自动接通或切断一对 或多对触点，以完成用小电 流控制大电流的装置。在电路中设置继电器可以减小控制开 关的电流负荷，减少烧蚀等现象的产生，保护电路中的控制 开关。汽车中大量使用各种继电器，如进气预热继电器、空 调继电器、喇叭继电器、雾灯继电器、中间继电器、风窗刮 水器/清洗器继电器、危险报警与转向闪光继电器等。继电 器外形、电路符号和内部结构如图1.7图1.9所示。继电器 的每个插脚都有标号
8、，与中央接线盒正面板的继电器插座的 插孔标号相对应，如图1.10所示。 图1.7 继电器外形图 图1.8 继电器的电路符号 (a) 触点常闭的继电器； (b) 触点常开的继电器 图1.9 继电器的内部结构示意图 图1.10 常见继电器的外形、电路、引线标号及颜色 图1.11所示为小型标准通用继电器的外形、插脚布置与内 部电路。 汽车上的继电器有很多，常见的有三类：动合继电器、动 断继电器和混合型继电器。这三类继电器的动作状态如图1.12 所示。 图1.11 小型标准通用继电器的外形、插脚布置与内部电路 (a) 继电器外形；(b) 插脚布置与内部电路 图1.12 继电器的工作状态 动合继电器(常
9、开继电器)平时触点是断开的，继电器动 作后触点才接通；动断继电器(常闭继电器)平时触点是闭合 的，继电器动作后触点断开；混合型继电器平时动断触点接 通，动合触点断开，如果继电器线圈通电，则变成相反状态 。 提示：继电器的工作电压分为12 V和24 V两种，分别应 用于相应标称电压的汽车上。两种标称电压的继电器不能互 换使用。 要想在原车上安装额外的电子附件，简单地接入已有的 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，如图1.13所示。 图1.13 用继电器进行电路扩展 三、开关 开关在电路图中的表示方法有多种，常见的有结构图表示 法、表格表示法和图形符号表示法等。
10、下面以柴油车一般采用的点火开关为例，介绍电路中开关 的表示方法，如图1.14所示。点火开关的功能主要有：锁住转 向盘转轴(LOCK挡)，接通仪表指示灯(ON或IG挡)，起动发动机 (ST或START挡)，给附件供电(Acc挡，主要是收放机专用)，给 发动机预热(HEAT挡)。其中起动、预热挡工作时消耗电流很大 ，开关不宜接通过久，所以这两个挡位在操作时必须用手克服 弹簧力，扳住钥匙，一松手就会弹回点火挡，不能自行定位； 其他各挡位均可自行定位。 几种常见车型点火开关的挡位与接线柱的对应关系见表1.1 。 图1.14 点火开关的三种表示方法 (a) 结构图表示法；(b) 表格表示法；(c) 图形
11、符号表示法 提示：有的点火开关在发动机工作时具有防止误起动功能( 如捷达、桑塔纳、奥迪等轿车)。 四、插接器 插接器就是通常所说的插头和插座，用于线束与线束或导 线与导线间的相互连接。为了防止插接器在汽车行驶中脱开， 所有的插接器均采用了闭锁装置。下面以日本汽车使用的插接 器为例介绍其相关知识。 1插接器的识别方法 插接器的符号和实物对照如图1.15所示。符号涂黑的表示 插头，白色的表示插座，带有倒角的表示的是针式插头。 图1.15 插接器的符号和实物 (a) 插头；(b) 插座 2插接器的连接方法 插接器接合时，应把插接器的导向槽重叠在一起，使插头 和插孔对准，然后平行插入即可十分牢固地连接
12、在一起。插接 器连接后，其导线的连接如图1.16所示。例如A线的插孔与a 线的插头是相配合的，其余以此类推。 图1.16 插接器的连接方法 3插接器的断开方法 断开插接器时，首先要解除闭锁，如图1.17所示。然后把插 接器拉开，不允许在未解除闭锁的情况下用力拉导线，这样会 损坏闭锁装置或连接导线。有些插接器用钢丝扣锁止，取下钢 丝扣后才能将插接器拔开。 图1.17 解除插接器闭锁的方法 4插接器的拆装与检测 在插接器端子有接触不良或断线故障时，可将插接器分解 ，用小螺丝刀或专用工具从壳体中取出导线及端子，进行修理 或更换。 插接器的拆卸方法如下： (1) 断开蓄电池。 (2) 从其配对的另一半
13、元件上断开插接器。 (3) 压下接头上的锁止凸舌，以松开端子，如图1.18所示。 (4) 用专用工具压端子并将导线从插接器上拆下，如图1.19 所示。 (5) 修理或更换端子。 图1.18 压下锁止凸舌 图1.19 从插接器上拆下导线 插接器的安装方法如下： (1) 使锁止凸舌复位。 (2) 将拆下的导线插入修理插头原来的插孔中。 (3) 重复插入插接器上的每根导线，确保所有导线都插入正 确的插孔中。(插接器引出线的识别参见相关电路图。) (4) 在重新组装插接器时，锁止凸舌必须放到锁定位置，以 防端子脱出。 (5) 将插接器连接到其配对的元件中。 (6) 连接蓄电池并测试所有受影响的系统。
14、插接器的检测：在检查线路的电压或导通情况时，不必脱 开插接器，只需用万用表两探针插入插接器尾部的线孔内进行 测量即可。 插接器的拆装专用工具可用硬钢丝弯曲磨制，见图1.20。 图1.20 插接器拆装专用工具与使用方法 五、导线 汽车用导线有高压导线和低压导线两种，二者均采用铜质多 芯软线。 1低压导线 1) 导线的截面积 导线的截面积主要根据其工作电流选择，但是对于一些工作 电流较小的电器，为保证具有一定的机械强度，汽车电器中导线 截面积不得小于0.5 mm2。各种低压导线标称截面积所允许的负载 电流见表1.2。 所谓标称截面积，是指经过换算而统一规定的线芯截面积， 不是实际线芯的几何面积，也
15、不是各股线芯几何面积之和。 汽车12 V电系主要线路导线标称截面积推荐值见表1.3。 2) 导线颜色 各国汽车厂商在电路图上多以字母(主要是英文字母)来表示 导线外皮的颜色及其条纹的颜色。日本常用单个字母表示，个 别用双字母，其中后一位是小写字母；我国的标准大体上与日 本的相同。美国常用23个字母表示一种颜色，如果导线上有 条纹，则要书写较多字母。德国汽车导线颜色代号，各厂商甚 至各牌号不尽一致。也有的厂商如斯堪尼亚汽车导线采用数字 代号表示颜色。导线颜色代号见表1.4。 另外，导线颜色要容易区别。如常用黑、白、红、绿、黄、 蓝、灰、棕、紫；其次用粉红、橙、棕褐；再次为深蓝、浅蓝、 深绿、浅绿。在导线上采用条纹标志要对比强烈，如黑白、白红 双色线的主色所占比例大些，辅助色所占比例小些。辅助色 条纹与主色条纹沿圆周表面的比例为1315。双色线的标注第 一色为主色，第二色为辅助色。 3) 线束 汽车用低压导线除蓄电池导线外，都用绝缘材料如薄聚氯乙 烯带缠绕包扎成束，避免水、油的侵蚀及磨损。在线束布线过程 中不许拉得太紧，线束穿过洞口或绕过锐角处都应有套管保护。 线束位置确定后，应用卡簧或绊钉固定，以免松动
