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1、汽车电器与电子控制技术课程设计桑塔纳尚娜轿车汽车电器与电子设备线路设计学院：机械工程学院专业班级：车辆1201班姓名： 学号：桑塔纳尚娜轿车汽车电器与电子设备线路设计一、 桑塔纳尚娜轿车汽车电器与电子设备线路设计相关的基本技术数据见表1-1.表1-1 线路设计相关的基本技术数据车型 桑塔纳尚纳轮距（前/后）mm1480/1485驱动形式42前轮驱动最高车速km/h185自重kg1120功率(kw/r/min)81/5800总重kg1600排量L1.6整车外形尺寸（长宽高）mm4473 1706 1469发动机压缩比10.5轴距mm 2603电源系统电压V12二、起动机和蓄电池的参数选择（一）起
2、动机的选择起动机的选择应根据发动机的功率、起动机与发动机曲轴的最佳传动比、蓄电池容量这三个参数来确定。1、起动机功率的选择起动机必须具有足够的的功率才能保证迅速、可靠地起动发动机。功率的大小由发动机的最低起动转速和发动机的起动阻力矩决定，即式中：的单位为Nm，的单位为r/min。发动机的起动阻力矩有摩擦力矩、压缩损失力矩和发动机附件损失力矩三部分组成。其中摩擦力矩是活塞与缸壁的摩擦、曲轴轴承摩擦及搅油阻力等产生，占起动阻力矩的60%。压缩力矩与气缸容积和压缩比有关，约占起动阻力矩的25%。发动机附件阻力矩是发动机用于驱动发电机、分电器、汽油泵、风扇、水泵等所消耗的力矩，约占起动阻力矩的15%。
3、一般由试验测定，也可用式来计算，即式中：C表示系数，取3040，此处取C=35,，为发动机排量1.6L。发动机的最低起动转速是保证发动机可靠起动曲轴的最低转速。汽油机在020时，根据汽油机的雾化条件，为保证低温起动，通常取起动转速为5070r/min，此处取。即考虑到要有一定的功率储备，初选选取。2、起动机的传动比选择（1）最佳传动比的计算。所谓最佳传动比，即起动机工作在最大功率时，对应的起动机转速与发动机能可靠起动的曲轴转速之比，根据孙仁云版汽车电器与电子技术P51页图3-10可知当起动机达到最大功率时对应的转速约为1050r/min，又知取发动机可靠起动转速为65r/min，则传动比为（2
4、）传动比的实际选择根据计算的传动比，在汽油机中，起动机与曲轴的传动比一般为1317，所以符合标准。3、起动机的选择选用QD1229型起动机，具体参数如下表：型号QD1229最大输出转矩/Nm不小于13额定电压/V12驱动齿轮齿数/个9制动电流/A480压力角（）20起动电流/A110模数/mm3额定功率/KW0.95质量/kg4.74、 蓄电池容量的选择汽车蓄电池的容量主要由起动机的功率确定，一般可按下式来选择蓄电池的额定容量C：式中：C为蓄电池的额定容量（Ah）；为起动机的额定功率（kW）；为起动机的额定电压(V)。则选取蓄电池额定容量为60 Ah，蓄电池的型号为6-QA-60S。（二）供电
5、系统的计算1、汽车用电设备及其功率汽车上的用电设备数量较多,大致可分为起动装置、点火装置、照明信号装置、仪表和辅助装置以及电子控制装置等。汽车上的各用电设备及其功率见表2-1。表2-1 汽车上的各用电设备及其功率灯泡名称数量功 率灯泡名称数量功 率前大灯260W油压报警灯13W前雾灯275W仪表灯13W倒车灯221W远光指示灯13W牌照灯15W开关照明灯13W前小灯25W制动液位指示灯13W前转向灯221W暖风/空调设备1240W后转向灯221W刮水电动机140W制动灯/尾灯221/5W点火系统150W室内灯110W音响系统112W示宽灯45W发动机电子控制系统170W供电指示灯13WABS与
6、其它电子控制系统130 W制动报警灯13W其他设备1100W2、 发电机的计算（1）整车用电设备负载电流的计算。汽车用电设备按其工作性质不同可分为长期用电负荷、连续工作用电负荷和短时间歇用电负荷；按其运行条件不同可分为冬季和夏季，白天和夜间，晴天和雨天等情况。因此计算整车用电设备负载电流时，应根据各个用电设备的工作性质确定其权值K（即用电设备的工作时间与发动机工作时间之比），然后再进行加权计算。表2-2列出了部分汽车用电设备的权值。另外，用电设备标定的额定电压（），和其实际工作电压（即发电机的输出的电压）还有差别，所以要计算每个用电设备的负载电流时应考虑其电压系数。综上所述，整车用电设备负载电
7、流的计算公式为：=14/(12x12) 652(0.2+0.8)+7520.5+2120.1+5102+210.123+52+101.0+541.0+30.14+30.8+31.02+2400.5+400.3+501.0+120.5+701.0+1300.5+101.0=67.61A额定电压为12V，发动机输出电压为14V式中：整车用电设备的数量；电压系数；第个用电设备的权值；第个用电设备的额定功率（W）；用电设备的额定电压（V）。表2-2 部分汽车用电设备的权值负荷类型部件名称权值负荷类型部件名称权值长期工作点火系1.0连续工作空调0.5仪表1.0刮水器0.3发动机电子控制系统1.0ABS与
8、其它电子控制系统0.5夜间长期工作小灯1.0收音机0.5前照灯近光0.2短时间歇工作电喇叭0.1前照灯远光0.8转向信号0.1尾牌照灯1.0制动灯0.1辅助前照灯0.3SRS系统0.1（2）发电机功率的计算。确定的发电机输出电流即发电机功率只是达到发电机供电系统的电能平衡（即=0）但是，为了保证蓄电池可靠地供电，使蓄电池的充、放电达到平衡，通常取一个蓄电池的供电系数，于是发电机的输出电流应为：一般取0.15左右。求取(A)为79.54A，从而所需发电机功率为：（3）发动机与发电机传动比的计算。通过合理确定发动机与发电机之间的传动比，使汽车常用车速与发电机的额定转速相对应。即取该车型的常用车速，
9、求出对应的发动机转速，通过合理确定发动机与发电机之间的传动比，使汽车处于怠速时发电机的转速要大于发电机的空载转速，并且发动机在最高转速工作时，发电机不允许超过其最高转速。取发动机怠速时的转速为800r/min，发电机的最低转速为1200r/min（根据孙仁云版汽车电器与电子技术P29页图2-27可知，1200r/min为发电机的空载转速，即转速达到1200r/min，时电压达到额定值，当发电机转速大于空载转速时，发电机有能力对外供电）。则发动机与发电机之间的最小传动比为：3、发电机的选用发电机的选用当发动机以最高转速5800r/min运转时，根据已求的最小传动比，可知发电机的转速为8700r/
10、min发电机，采用JFZI1913Z型发电机。三、 供电系统、起动系统、点火系统的工作原理（一）供电系统1、供电系统的组成 汽车电源系统又称汽车供电系统，由蓄电池、发电机、电压调节器和供电指示灯等组成。蓄电池和发电机并联于汽车电路之中。2、供电系统的工作原理（1）发电整流原理当转子旋转时，定子绕组与磁力线之间产生相对运动，在三相绕组中产生频率相同、幅值相等、相位相差120度电角度的三相正弦交流电动势。交流发电机定子绕组产生的交流电，通过硅整流二极管组成的整流电路转变为直流电。二极管具有单向导电性，当二极管加上正向电压时，二极管导通，呈现低阻状态；当二极管加上反向电压时，二极管截止，呈现高阻状态
11、。利用二极管的单向导电性，即可把交流电转变成直流电。如图2-1，二极管VD1、VD3、VD5为正极管子，其正极分别接在发电机三相绕组的首端，负极连接在一起，在某一瞬间，正极电位最高者导通；二极管VD2、VD4、VD6为负极管子，其负极分别接在发电机三相绕组的首端，正极连接在一起，某一瞬间负极电位最低者导通。（1）t0时，0，为负值，为正值，二极管VD5、VD4获得正向电压而导通，电流由C相流出VD5VD4B相C相，形成电流回路；（2）t1t2时间内，A相电压最高，B相电压最低，VD1、VD4管获得正向电压而导通，形成电流回路；（3）t2t3时间内，A相电压最高，C相电压最低，VD1、VD6管获
12、得正向电压而导通，形成电流回路；（4）t3t4时间内，B相电压最高，C相电压最低，VD3、VD6管获得正向电压而导通，形成电流回路；依此循环导通。图2-1（2）电子电压调节器工作原理电子电压调节器利用三极管的开关特性，将大功率三极管作为一只开关串联在发电机的励磁电路中，根据发电机输出电压的高低，控制三极管导通与截止来调节发电机的励磁电流，使发电机输出电压稳定在一定范围内。发电机电子电压调节器工作过程如下：接通点火开关S ，发电机电压U低于蓄电池电压时，蓄电池电压经过点火开关S加在分压电阻R1 、R2两端。由于发电机电压低于调节电压上限值，稳压管VS处于截止状态，V1基极无电流流过，也处于截止状
13、态。 此时，蓄电池经点火开关、电阻向三极管V1提供基极电流，V2导通并接通励磁电流，其电路为： 蓄电池正极点火开关熔断器发电机端子发电机磁场绕组发电机磁场端子调节器磁场端子三极管调节器搭铁端子发电机搭铁端子发电机负极管蓄电池负极 发电机电压随转速的升高而升高。 当发电机电压达到额定值时，电阻R2的分压加在V1、VS、R5上，时V1导通，此时V2截止并使V3截止，励磁电流为零，发电机电压降低。如图2-2。图2-2（3）供电原理 VD1 、VD2、 VD3、 VD4、 VD5、 VD6六只整流二极管组成全波桥式整流电路，VD10、VD11组成中性点整流输出电路，VD2、 VD4、 VD6三只负二极
14、管和VD1、 VD3、 VD5三只正二极管组成励磁整流电路。蓄电池、发电机还有负载是并联连接的，发动机正常工时发电机向用电设备供电并向蓄电池供电，供电指示灯熄灭。当用电设备总功率大于发电机发出的功率时蓄电池辅助发电机供电，当发电机不发电时供电指示灯点亮。如图3-3图2-3（二）起动系统1、起动系统的组成起动系统主要有：（1） 直流电动机：用于将蓄电池输入的电能转化为驱动发动机转动的机械动力；（2） 传动机构：用于将电动机的动力传递给发动机飞轮，并在发动机起动后自动断开发动机向起动机的逆向动力传递；（3） 电磁开关：控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮的啮合与分离以及电动机电路的通断；接通起动开关后，吸拉线圈和保持线圈通电，在电磁力的共同作用下，使活动铁心克服弹簧力右移，活动铁心带动拨叉移动，将驱动齿轮推向飞轮。当驱动齿轮与飞轮啮合时，接触盘也被活动铁心推至于触点接触位置，使起动机通电运转，接触盘接通触点后，吸拉线圈被短路
