汽车电路的基本知识课件.ppt

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1、汽车电路分析,机电工程系王聪2011.9,1,2,3,第一章汽车电路的基本知识,第一节汽车电路的组成和特点第二节汽车电路的类型第三节汽车电路图的类型第四节汽车用导线、线束和插接器,4,随着汽车电子控制装置增多，汽车电路日趋复杂。但是任何复杂的汽车电路，其原理都基本相同，都由两个电源(蓄电池、发电机)和用电设备组成。各种车型电路的主要不同点在于，它们的熔断丝形式和安装位置、灯光信号电路和辅助电气设备的数量及连接方法上的不同。一、汽车电路的概念为了使汽车的电器设备工作，应按照它们各自的工作特性及相互间的内在联系，用导线和车体把电源、电路保护装置、控制器件及用电设备等装置连接起来，构成能

2、使电流流通的路径，这种路径称为汽车电路。,第一节汽车电路的组成和特点,下一页返回,5,二、汽车电路的组成汽车电路主要由电源、电路保护装置、控制器件、用电设备及导线组成。1.电源汽车上装有两个电源，即蓄电池和发电机。其功能是保证汽车各用电设备在不同情况下都能投入正常工作。2.电路保护装置电路保护装置主要有熔断丝(俗称保险丝)、电路断电器及易熔线等，其功能是在电路中起保护作用。当电路中流过超过,第一节汽车电路的组成和特点,上一页下一页,6,规定的电流时切断电路，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。3.控制器件除了传统的各种手动开关、压力开关、温控开关外，现代汽

3、车还大量使用电子控制器件，包括简单的电子模块(如电子式电压调节器等)和微电脑形式的电子控制单元(如发动机电控单元、自动变速器电控单元等)。电子控制器件和传统开关在电路上的主要区别是电子控制器件需要单独的工作电源及需要配用各种形式的传感器。4.用电设备,第一节汽车电路的组成和特点,上一页下一页,7,包括电动机、电磁阀、灯泡、仪表、各种电子控制器件和部分传感器等。5.导线导线用于将以上各种装置连接起来构成电路。此外，汽车上通常用车体代替部分从用电器返回电源的导线。三、汽车电路的基本特点汽车电路具有以下特点：1.低压汽车电气系统的标称电压有12 V、24 V两种，轿车普遍采用12 V，而重

4、型柴油车多采用24 V。对发电装置，12 V系统的额定电压为14 V。低压系统的主要优点是：安全；蓄电池单格,第一节汽车电路的组成和特点,上一页下一页,8,数少，对减少蓄电池的质量和尺寸有利；白炽灯的灯丝较粗，寿命较长。2.直流汽车采用直流系统的原因是发动机要靠起动机启动，起动机由蓄电池供电，而蓄电池的电能消耗后又必须用直流电充电，所以汽车电气系统为直流系统。3.单线制单线制是指从电源到用电设备只用一根导线连接，用汽车底盘、发动机等金属机体作为另一根共用导线，线路简化清晰，安装和检修方便，且电器部件也不需与车体绝缘，所以现代汽车普遍采用单线制，但在特殊情况下，有时也需采用双线制。,第一

5、节汽车电路的组成和特点,上一页下一页,9,4.并联为了让各用电器能独立工作，互不干扰，各用电器均采用并联方式连接，每条电路均有自己的控制器件及保险装置。控制器件保证每条电路的独立工作，保险装置是用来防止因电路短路或超载而引起导线及用电器的损坏。5.负极搭铁采用单线制时，蓄电池的一个电极接到车体上，称为“搭铁”。若蓄电池的负极与车体连接，则称为负极搭铁；反之，则称为正极搭铁。现在国内外汽车均统一采用负极搭铁。,第一节汽车电路的组成和特点,上一页下一页,10,6.由相对独立的分系统组成汽车电路由相对独立的分系统组成，全车电路一般包括以下几部分。(1)电源电路由蓄电池、发电机、调节器

6、及工作状况指示装置(电流表、充电指示灯)等组成。(2)启动电路由起动机、启动继电器、启动开关及启动保护装置组成。(3)点火电路由点火线圈、分电器、电子点火器、火花塞、点火开关等组成的电路。此外，由发动机控制单元进行点火控制时，可以不使用分电器。,第一节汽车电路的组成和特点,上一页下一页,11,(4)照明与信号电路由前照灯、雾灯、示宽灯、转向灯、制动灯、倒车灯、电喇叭等及其控制继电器和开关组成的电路。(5)仪表与警报电路由仪表、传感器、各种报警指示灯及控制器组成的电路。(6)电子控制装置电路由电控燃油喷射系统、自动变速器、制动防抱死系统、恒速控制及悬架平衡控制等组成的电路。(7)辅

7、助装置电路由为提高车辆安全性、舒适性、经济性等各种功能的电器装置组成的电路。因车型不同而有所差异。一般包括挡风玻璃刮水清洗装置、挡风玻璃除霜/防雾装置、启动预热装置、音响装置、车窗电动升降装置、电动座椅调节装置及中央电控门锁等装置组成的电路。,第一节汽车电路的组成和特点,上一页返回,12,一、电源电路、搭铁电路及控制电路（或信号电路）汽车电路根据各自的功能不同，一般可分为电源电路、搭铁电路及控制电路。a.电源电路主要是为电器部件提供电源，传统又称为电器部件的“火”线。如图1-1所示，用电设备为电动机，电源为蓄电池，从蓄电池正极到电动机之间的线路AB段为电器部件（电动机）的电源电路。b.搭

8、铁电路主要是为电器部件提供电源回路；c.控制电路主要是控制电器部件是否工作。,第二节汽车电路的类型,下一页返回,13,图1-1,汽车电路的功能,返回,14,二、直接控制电路与间接控制电路根据控制器件与用电部件之间是否使用继电器，可分为直接控制电路和间接控制电路。1.直接控制电路直接控制电路是最基本、最简单的电路。这种控制电路中不使用继电器，控制器件与用电器串联，直接控制用电器。如图12所示，直接控制电路为：蓄电池正极电路保护装置控制器件用电部件（灯泡）搭铁蓄电池负极。2.间接控制电路在控制器件与用电部件之间使用继电器或电子控制器的电,第二节汽车电路的类型,上一页下一页,15,图1

9、2,直接控制电路,返回,16,路称为间接控制电路。如图13所示，控制器件和继电器内的电磁线圈所处的电路称为控制电路。用电器和继电器内的触点所处的电路称为主电路。继电器或电子控制器对受其控制的用电器来讲是控制器件，但继电器和晶体管同时又受到各种开关、电控单元等控制器件的控制，从这个意义上来讲，它们又是执行器件，所以它们具有双重性。三、电子控制电路与非电子控制电路,第二节汽车电路的类型,上一页下一页,17,图13,继电器(a)开关断开时；(b)开关闭合时,返回,18,1.非电子控制电路非电子控制电路指的是由手动开关、压力开关、温控开关及滑线变阻器等传统控制器件对用电器进行控制的电路。汽车上的

10、手动开关主要是点火开关、照明灯开关、信号灯开关及各控制面板与驾驶座附近的按键式、拨杆式开关及组合式开关等。2电子控制电路目前电子控制取代其他控制模式成为现代汽车控制的主要方式，如发动机的机械控制燃油喷射被电控燃油喷射所取代，自动变速器及ABS由液压控制转变为电子控制等等。电子控制电,第二节汽车电路的类型,上一页下一页,19,路是指增加了信号输入元件和电子控制器件，由电子控制器件对用电器进行自动控制的一种电路，此时用电器一般称为执行器。,第二节汽车电路的类型,上一页下一页,20,汽车电气设备电路图是将各电气部件的图形符号通过引线条连接在一起的关系图。主要用于表达各电气系统的工作原理及电

11、器部件之间的连接关系，同时还可表示各种电器部件、线束等在车上的具体位置。汽车电气设备电路图可分为四种型式，即电器连接简图、布线图、电气原理图和线束图。一、电器连接简图电器连接简图是按全车各独立电气系统划分，图中既有电,第三节汽车电路图的类型,下一页返回,21,气设备图形符号，又有电气设备外形特征图形，使整个电路识读起来更为直观简便。二、布线图1.布线图的特点布线图是指专门用来标记电气设备的安装位置、外形、线路走向等的指示图。它按照全车电气设备安装的实际方位绘制，部件与部件之间的连线按实际关系绘出，并将线束中同路的导线尽量画在一起。这样，汽车布线图就较明确地反映了汽车实际的线路情况，查线

12、时导线中间的分支、接点很容易找,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,22,到，为安装和检测汽车电路提供方便。但因其线条密集，纵横交错，给识图、查找、分析故障带来不便。2.布线图的绘制原则(1)布线图中的元器件、部件、组件和设备等项目，应尽量采用其简化外形(如圆形、方形、矩形)来表示，为了便于识图，必要时也允许用图形符号表示。(2)在布线图中，接线端子应用端子代号表示。(3)导线可用连续线或中断线表示。连续线是用连续的实线来表,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,23,示端子之间实际存在的导线。中断线是用中断的实线来表示端子之间实际存在的导线，并在中断处标明去向。三、电路原理图1.电

13、路原理图的特点电路原理图可清楚地反映出电气系统各部件的连接关系和电路原理，且具有以下的特点：（1）用电器符号表达各种电器部件。（2）在大多数图中，电源线在图上方，搭铁线在图下方，电流方向自上而下。电路较少迂回曲折，电路图中电器串、并联关,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,24,系十分清楚，电路图易于识读。（3）各电器不再按电器在车上的安装位置布局，而是依据工作原理，在图中合理布局，使各系统处于相对独立的位置，从而易于对各用电设备进行单独的电路分析。（4）各电器旁边通常标注有电器名称及代码(如控制器件、继电器、过载保护器件、用电器、铰接点及搭铁点等)。（5）电路原理图中所有开关及用电器

14、均处于不工作的状态，例如点火开关是断开的，发动机不工作，车灯关闭等。,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,25,（6）导线一般标注有颜色和规格代码，有的车型还标注有该导线所属电器系统的代码。根据以上标注，易于对照定位图找到该电器或导线在车上的位置。（7）电路原理图有整车电路原理图和局部电路原理图之分。整车电路原理图。为了需要，常常要尽快找到某条电路的始末，以便分析确定有故障的路线。在分析故障原因时，不能孤立地仅局限于某一部分，而要将这一部分电路在整车电路中的位置及与相关电路的联系都表达出来。局部电路原理图。为了弄清汽车电器的内部结构，各个部,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,26

15、,件之间相互连接的关系，弄懂某个局部电路的工作原理，常从整车电路图中抽出某个需要研究的局部电路，参照其他详细的资料，必要时根据实地测绘、检查和试验记录，将重点部位进行放大、绘制并加以说明。2.电路原理图的绘制方法(1)元器件的表示方法。电路图的一个重要特征是元器件采用国家标准所规定的图形符号来表示。绘图时国家标准中规定的图形符号均可选用。A.有些元器件没有国家标准对应的图形符号，可根据标准中给出的规则，使用一般符号、基本符号来派生所需要的新符号。,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,27,b.对于不常用的符号，应增加文字注释，以便于理解。C.对于新研制的元器件，在尚无标准的图形符号之前，

16、可采用其简化的外形图来表示，以便于反映该元器件的工作原理。(2)图形符号的布置。在电气系统中，有大量的元器件的驱动部分和被驱动部分采用机械连接，如继电器、按钮开关、光电耦合器等都属于这一类。其表示方法有3种：集中表示法、半集中表示法和分开表示法，不管采用何种表示方法，所给出的信息,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,28,量都是相等的，在同一张图纸上可以根据需要使用一种或同时使用几种表示方法。集中表示法。集中表示法是把元器件各组成部分的图形符号绘制在一起的方法。其特点是易于寻找项目的各个部分，元器件整体印象完整，但仅适用于较为简单的电路。半集中表示法。半集中表示法是把一个元器件某些组成部

17、分(不是全部)的图形符号在图上分开布置，它们之间的关系用机械连接线表示的方法，机械连接线用虚线表示，可以是直线，,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,29,也可以折弯、分支和交叉。其特点是可减少电路连接线的往返和交叉，使图面清晰，便于识读。但是，会出现穿越图面的机械连接线，所以适用于一般电路，对于复杂电路，由于穿越图面的机械连接线过多，不采用这种方法。分开表示法。分开表示法把一个元器件的各组成部分的图形符号在图上分开布置，它们之间各部分的关系用项目代号表示的方法。显然，分开表示法既减少了电路连接线的往返和交叉，又不会出现穿越图面的机械连接线，所以在实际中得到广泛应用。但是，为了寻找被分开

18、的各部分，需要采用插图或表,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,30,格等检索手段。a 插图的使用和绘制方法。b 表格的使用和绘制方法。(3)电路与导线的排列。电路的安排要求有清楚、一目了然的图示效果，各个电路的排列必须优先采用从左到右、从上到下的原则，尽可能用直线、无交叉点、不改变方向的标记方式。(4)分界线与边框。,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,31,电路的各部分用点划线或边框线限制，以此表明仪器、部件功能或结构上的属性。在汽车电气设备中，用点划线表示仪器和电路中不导电的边框，这种图示可以不与外壳相一致，也不用来表示仪器的搭铁线。(5)区段识别。区段识别符号标注在电路图的

19、下沿，有助于更方便地寻找电路部件，以往区段识别标记也称为电路，可能的标记方式有3种：用连续数字以相同的距离从左到右标注如：1 2 3 4 5 6 7,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,32,标明电路区段的内容如：电源启动装置点火装置以上两种方法的结合。汽车电路大多数都在电路图中指明电路区段的内容。(6)标注。利用字母和数码可对设备、部件或电路图中的线路符号作标注，标注位于线路符号的左边或下边，如果设备的定义明确，标准内所规定的几种设备可不作标注。四、线束图,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,33,在汽车上，为了安装方便和保护导线，将同路的许多导线用棉纱编制物或聚氯乙烯塑料

20、带包扎成束。线束图是根据电气设备在汽车上的实际安装部位绘制的全车电路图。1.线束图的特点整车电路线束图常用于汽车厂总装线和修理厂的连接、检修与配线。线束图主要表明电线束与各用电器的连接部位、接线端子的标记、线头、插接器(连接器)的形状及位置等。这种图一般不去详细描绘线束内部的电线走向，只将露在线束外面的线头与插接器作详细编号或用字母标记。它是一种突出装配,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,34,记号的电路表现形式，非常便于安装、配线、检测与维修。如果再将此图各线端都用序号、颜色准确无误地标注出来，并与电路原理图和布线图结合起来使用，则会起到更大的作用且能收到更好的效果。2.线束图的绘

21、制由于线束安装图主要是以线束的形式出现的，图面的线条较少，各部件之间连接的表达就成为其主要的内容。(1)汽车线束图由多个线束组成，有主线束，分线束。在绘制线束图时应表现出每个线束上有几个分支，每个分支上有多少根,第三节汽车电路图的类型,上一页下一页,35,线，导线的颜色及条纹是什么。(2)汽车上的电器数量多而复杂，为使连线正确，各个连接点都应标注接线端子的代号，以便于连接。(3)线束的长度包括线束的总长、每个分支的长度和两个线端间隔的长度。(4)插接器。由于线束有多条，线束与线束、分支与线束、或分支与电器之间都是通过插接器进行连接的，应表示出每个插接器上有几条导线，每条导线位于插接器接线

22、孔的什么位置，插接器的形状是什么样的，相邻的几个插接器是否容易混淆。,第三节汽车电路图的类型,上一页返回,36,一、导线汽车电系的导线有高压线、低压线两种，二者均采用铜质多芯软线。1.低压导线（1）导线的选择。导线截面积主要根据其工作电流大小进行选择，但是对于一些工作电流很小的电器，为保证导线应具有一定的机械强度，汽车电系中所用导线截面积至少不得小于0.5mm2。所谓标称截面积是经过换算而统一规定的线心截面积，不是实际线心的几何面积，也不是各股线心几何面积之和。,第四节汽车用导线、线束,下一页返回,37,由于起动机是短期工作，为了保证起动机正常工作时，能发出足够的功率，要求在线路上每

23、100 A的电流所产生的电压降，不能超过0.10.15 V，因此，所用导线截面积较大。（2）导线的选择。（3）导线的颜色。为便于汽车电系的连接和维修，汽车用低压线的颜色，必须符合有关标准。双色线的主色所占有比例大些，辅助颜色所占有比例小些。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，第二色为辅色。,第四节汽车用导线、线束和插接器,上一页下一页,38,国外汽车厂商在电路图上多以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，其中后一个是小写字母。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

24、号，各厂商甚至各牌号不尽一致，奥迪、宝马、奔驰、桑塔纳的颜色代号各不相同，在读图时要注意区别。也有的厂商如斯堪尼亚汽车导线采用数字代号表示颜色。2.高压导线在汽车点火线圈至火花塞之间的电路使用高压点火线，简称高压线。它分为普通铜心高压线及高压阻尼点火线。带阻尼,第四节汽车用导线、线束和插接器,上一页下一页,39,的高压线可抑制和衰减点火系统产生的高频电磁波，降低对无线电设备及电控装置的干扰。二、线束在汽车上，为了安装方便和保护导线不被水、油侵蚀和磨损，汽车导线除高压线和蓄电池导线外，都用绝缘材料如薄聚氯乙烯带缠绕包扎成束，称为线束。安装汽车线束时，应注意事项如下：(1)线束应用卡簧和绊

25、钉固定，以免松动磨坏；(2)线束在拐弯处或有发生相对移动的部件不应拉得太紧；(3)在穿过洞口和绕过锐角处，应用橡皮、毛毡类垫子或套管保,第四节汽车用导线、线束和插接器,上一页下一页,40,护，使其不被磨损而造成搭铁、短路甚至酿成火灾等危险；(4)各个接线端子必须连接可靠、接触良好。三、插接器插接器又称为连接器，由插头和插座组成。插接器是汽车电路中线束的中继站。线束与线束（或导线与导线）、线束（导线）与电器部件之间的连接一般采用插接器，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

26、122所示。符号涂黑的表示,第四节汽车用导线、线束和插接器,上一页下一页,41,图122,插接器的符号和实物(a)插头；(b)插座,返回,42,插头，白色的表示插座，带有倒角的表示的是针式插头。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在一起。插接器连接后，其导线的连接如图123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。3.插接器的拆卸方法要拆开插接器时，首先要解除闭锁，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。,第四节汽车用导线、线束和插接器,上一页返回,43,图123,插接器的连接方法,返回,44,

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