《汽车电器及电子设备》课件 (广科大玉洁)第五章 照明及信号系统2013

1、第五章 照明与信号系统 不同汽车的照明及信号系统是不完全相同的，除了美观、实用外，必须满足两个要求:1、一是保证运行安全；、一是保证运行安全；2、二是符合交通法规。、二是符合交通法规。概 述 汽车灯具按功能可分为照明灯具和信号灯具两大类；按安装位置可分为外部灯汽车灯具按功能可分为照明灯具和信号灯具两大类；按安装位置可分为外部灯具和内部灯具。具和内部灯具。1前转向灯；前转向灯；2前示位灯；前示位灯；3前照灯；前照灯；4前雾灯；前雾灯；5出租车标志灯；出租车标志灯；6出租车空车灯；出租车空车灯；7转向示位组转向示位组合灯；合灯；8示廓灯；示廓灯；9前照灯；前照灯；10前雾灯；前雾灯；11行李厢灯；

2、行李厢灯；12倒车灯；倒车灯；13后雾灯；后雾灯；14后示位灯；后示位灯；15制动灯；制动灯；16牌照灯；牌照灯；17高位制动灯；高位制动灯；18警示灯；警示灯；19后转向灯；后转向灯；20侧示位灯侧示位灯概述概述1.2、内部灯具、内部灯具第一节 前照灯和标识灯第一节 前照灯和标识灯一 前照灯 又称前大灯装于汽车头部两侧，用于夜间行车道路的照明。装于汽车头部两侧，用于夜间行车道路的照明。有两灯制和四灯制之分。每辆车安装有两灯制和四灯制之分。每辆车安装2只或只或4只，装于外侧的一对只，装于外侧的一对应为近、远光双光束灯应为近、远光双光束灯,装于内侧的一对应为远光单光束灯装于内侧的一对应为远光单光

3、束灯.前照灯的基本要求保证车前有明亮而均匀的照明，使驾驶员能辩明车前100m以内的路面上的障碍物;应具有防止眩目的装置。前照灯的结构前照灯的光学组件由灯泡、反射镜和配光镜三部分组成。第一节 前照灯和标识灯1、灯泡第一节 前照灯和标识灯灯泡双丝，远光、近光。 l）普通充气灯泡 ； 2）卤钨灯泡（亮度高，寿命常）3）氙灯1）白炽灯泡）白炽灯泡 白炽灯泡的灯丝用熔点高、发光强的钨丝制成。由于钨丝受热后会白炽灯泡的灯丝用熔点高、发光强的钨丝制成。由于钨丝受热后会蒸发，会缩短灯泡的使用寿命。蒸发，会缩短灯泡的使用寿命。图图 前照灯白炽灯泡前照灯白炽灯泡改进措施：充灯泡内充满改进措施：充灯泡内充满氩、氖氩

4、、氖和和氮氮的混合惰性气体。的混合惰性气体。充入惰性气体可以在灯丝发热膨胀充入惰性气体可以在灯丝发热膨胀后，增加玻璃壳内的压强，减少钨后，增加玻璃壳内的压强，减少钨的蒸发，从而可提高灯丝的设计温的蒸发，从而可提高灯丝的设计温度和发光效率，延长灯泡使用寿命。度和发光效率，延长灯泡使用寿命。2）卤素灯泡）卤素灯泡 现在汽车上广泛使用利用卤钨再生循环原理制造的卤素现在汽车上广泛使用利用卤钨再生循环原理制造的卤素灯泡。灯泡。 图图 卤素灯泡卤素灯泡从灯丝炽热蒸发的从灯丝炽热蒸发的气态钨气态钨与与卤素卤素反应，生成一种挥发性的反应，生成一种挥发性的卤化钨卤化钨，它扩散到灯丝它扩散到灯丝附近的高温区又附近

5、的高温区又受受热热分解，使钨又重新回到灯丝分解，使钨又重新回到灯丝上，上，被释放的被释放的卤素又继续扩散参与下卤素又继续扩散参与下一轮循环反应一轮循环反应，从而防止钨的蒸，从而防止钨的蒸发，避免了发，避免了灯泡发黑灯泡发黑。3）HID气体放电灯。气体放电灯。 HID是是High Intensity Discharge Lamp（高亮度气体放电灯）的简称。这种（高亮度气体放电灯）的简称。这种灯具放电的气体是氙气，故亦称氙气灯，简称氙灯。灯具放电的气体是氙气，故亦称氙气灯，简称氙灯。第一节 前照灯和标识灯 HID气体放电灯的灯泡里没有传统灯泡的灯丝，取而代之的是装在石英管内的两气体放电灯的灯泡里没

6、有传统灯泡的灯丝，取而代之的是装在石英管内的两个电极，管内充有氙气（个电极，管内充有氙气（Xenon）及微量金属（或金属卤化物）。在电极上加上足）及微量金属（或金属卤化物）。在电极上加上足够高的触发电压后，气体开始电离而导电发光够高的触发电压后，气体开始电离而导电发光 a）外形）外形 b）原理示意图）原理示意图 图图 氙气灯的构造氙气灯的构造 HID气体放电灯灯泡发出的光色成分和日光灯非常相似，亮度是卤气体放电灯灯泡发出的光色成分和日光灯非常相似，亮度是卤素灯泡的素灯泡的2.5倍，寿命可达卤素灯泡的倍，寿命可达卤素灯泡的5倍。倍。图图6-21 HID气体放电灯灯泡实物气体放电灯灯泡实物第一节

7、前照灯和标识灯氙灯与卤素灯效果对比第一节 前照灯和标识灯组合灯具组合灯具 目前，大多数汽车都采用组合灯具，即把前照灯、前转向灯、前示目前，大多数汽车都采用组合灯具，即把前照灯、前转向灯、前示位灯等组合在一起，构成前组合灯，把倒车灯、制动灯、后转向灯、后示位灯等组合在一起，构成前组合灯，把倒车灯、制动灯、后转向灯、后示位灯等组合在一起，构成后组合灯位灯等组合在一起，构成后组合灯。第一节 前照灯和标识灯 鉴于发光二极管鉴于发光二极管LED（Light Emitting Diode）具有省电、环保、寿命）具有省电、环保、寿命长等优点，近年来在汽车后组合灯中的应用日渐广泛。长等优点，近年来在汽车后组合

8、灯中的应用日渐广泛。 多数都是旋转抛物面。其表面镀银、铬、铝等，然后抛光。是尽可能多地收集灯泡发出的光线，并将这些光线聚合成很强的光束射向远方。2反射镜反射镜第一节 前照灯和标识灯 反射镜的作用是将灯泡的光线聚合并导向前方。反射镜的表面形状反射镜的作用是将灯泡的光线聚合并导向前方。反射镜的表面形状呈旋转抛物面。由于前照灯灯泡灯丝发出的光亮有限，功率仅呈旋转抛物面。由于前照灯灯泡灯丝发出的光亮有限，功率仅4060W。如无反射镜，只能照清车前如无反射镜，只能照清车前6 m左右的路面。有了反射镜之后，前照灯左右的路面。有了反射镜之后，前照灯照距可达照距可达150 m或更远。或更远。 配光镜也称散光玻

9、璃，是由透明玻璃压制而成的棱镜和透镜的组合体。 配光镜的作用：是将反射镜反射出的平行光束在水平方向扩散，以扩大光线的照射范围；在竖直方向向下折射，使车前100m内的路面各处都有良好而均匀的照明，如图所示。3配光镜第一节 前照灯和标识灯 （a）圆形配光镜）圆形配光镜 （b）向左右折射）向左右折射 （c）向下折射）向下折射 图图 配光镜的结构与作用配光镜的结构与作用4.前照灯的防眩目 夜间会车时，前照灯发出的强光束会使迎面来的汽车驾驶员眩目，很容易发生交通事故，所以必须采取措施： 第一节 前照灯和标识灯4.1、采用远、近光束变换、采用远、近光束变换 为了防炫目，前照灯灯泡中装有远光与近光两根灯丝，

10、由变光为了防炫目，前照灯灯泡中装有远光与近光两根灯丝，由变光开关控制其电路。夜间公路行车且对面无来车时，使用远光灯，以增开关控制其电路。夜间公路行车且对面无来车时，使用远光灯，以增大照明距离，保证行车安全。大照明距离，保证行车安全。（a）远光灯丝装于反射镜的焦点处）远光灯丝装于反射镜的焦点处 （b）近光灯丝装于反射镜焦点的前上方）近光灯丝装于反射镜焦点的前上方 图图 近、远光灯光束近、远光灯光束4.2、近光灯丝加装配光屏、近光灯丝加装配光屏 上述防炫目措施只能减轻炫目，还不能彻底避免炫目。因为近光灯丝射上述防炫目措施只能减轻炫目，还不能彻底避免炫目。因为近光灯丝射向反射镜下部的光线经反射后，将

11、倾斜向上照射，仍会使对面交会汽车的向反射镜下部的光线经反射后，将倾斜向上照射，仍会使对面交会汽车的驾驶员炫目。驾驶员炫目。 为此，现代汽车前照灯的为此，现代汽车前照灯的近光灯丝下方均装设配光屏近光灯丝下方均装设配光屏（又称遮光罩、护罩或光束偏（又称遮光罩、护罩或光束偏转器），用以遮挡近光灯丝射转器），用以遮挡近光灯丝射向反射镜下半部的光线，消除向反射镜下半部的光线，消除反射后向上照射的光束，提高反射后向上照射的光束，提高防炫目效果。防炫目效果。第一节 前照灯和标识灯4.3.采用不对称光形（采用不对称光形（E形或形或Z形）形） 为了达到既能防止炫目，又能以较高车速会车的目的，我国汽车的前为了达到

12、既能防止炫目，又能以较高车速会车的目的，我国汽车的前照灯近光采用照灯近光采用E形不对称光形，将近光灯右侧亮区倾斜升高形不对称光形，将近光灯右侧亮区倾斜升高15，即将本，即将本车行进方向光束照射距离延长。不对称光形是将遮光罩单边倾斜车行进方向光束照射距离延长。不对称光形是将遮光罩单边倾斜15形成形成的。的。图图 前照灯配光光形前照灯配光光形 第一节 前照灯和标识灯前照灯结构前照灯电路 .前照灯自动灯光控制装置 典型的汽车自动灯光系统主要由感光器（即传感器）、电子控制器（简称控制器和选择开关三大部分组成。 第一节 前照灯和标识灯作用：P103 机油压力开关：发动机运转时，机油压力大，断开；反之闭合

13、。 高增益复合晶体管：发射极通过机油压力开关而搭铁。（1）前大灯延迟关闭 工作原理：停机时，3接通，按下开关1，C充电，电压 使VT导通，线圈2通电，产生磁力使触点闭合，前照灯亮，松开1，电容放电，电压 至VT截止，前照灯灭。延迟时间取决于C、R的参数，可达1min第一节 前照灯和标识灯(2) 提醒关灯电路作用：P103 行车而前照灯打开时，VT的基极电位高，VT截止，电流不经过5、6。 停车后，点火开关断开，VT的基极电位低，产生基极电流，VT导通，电流经过5、6。第一节 前照灯和标识灯二 其它灯具停车灯和尾灯：同一灯丝，往往与制动灯、转向灯合一。示廓灯牌照灯倒车灯转弯照明灯内部照明灯第一节

14、 前照灯和标识灯三 信号灯制动信号灯 作用： 高位制动灯 两种形式转向信号灯 后转向灯与制动灯为同一灯丝，可以从制动灯开关或闪光继电器中获电。第一节 前照灯和标识灯制动时，后制动/转向灯丝亮，当同时转向（如左转），则左后制动/转向灯丝从制动电路脱开，从闪光器获电而闪光，左前转向灯丝闪光，右后后制动/转向灯丝持续亮。第一节 前照灯和标识灯制动转向灯电路制动转向灯电路制动灯开关制动灯开关 主转向灯功率一般为主转向灯功率一般为2025W，侧转向灯为，侧转向灯为5W，光色为琥，光色为琥珀色。转向时，灯光呈闪烁状，频率规定为珀色。转向时，灯光呈闪烁状，频率规定为1.50.5 Hz，起动，起动时间不大于时

15、间不大于1.5s。在紧急遇险状态需其他车辆注意避让时，全。在紧急遇险状态需其他车辆注意避让时，全部转向灯可通过危险报警灯开关接通同时闪烁。部转向灯可通过危险报警灯开关接通同时闪烁。图、图、 安装在后视镜上的侧转向灯安装在后视镜上的侧转向灯第一节 前照灯和标识灯转向灯电路转向灯电路第二节 低压直流日光灯 接通电源，电流由正极 VD R1、R2 向C2充电 C2电压升高使VT导通 L1有电流通过，L2、L3、L4产生感应电动势 L2产生的正反馈电动势使VT基极电位优点P106工作原理:关键在于产生日光灯起辉的高压电。第二节 低压直流日光灯VT饱和导通同时L2给C2反向充电 C2电位 VT截止 L1

16、的电流 L2产生的电动势使VT加速截止C2放电结束后又开始充电，重复进行这一过程进行得十分迅速，产生2040kHz的振荡，次级绕组L3中感应高压交流电使日光灯起辉。第二节 低压直流日光灯L2、L4：灯丝预热线圈VD：保护VT在电源接反时不会损坏；R1、R2：偏流电阻；R3：C2的释放回路；C3：吸收L1的自感电动势；C1、L5：滤波器，保持电源变换器工作电压稳定。故障及原因：P107表5-1第二节 低压直流日光灯第三节 转向信号灯的闪光器v 作用：控制转向信号灯的闪烁频率，转向灯闪烁是由闪转向灯闪烁是由闪光器控制电流通断实现的，闪光频率规定为光器控制电流通断实现的，闪光频率规定为1.50.5

17、Hz。 v 汽车常见的闪光继电器有三类: 1、电容式闪光器 2、翼片式闪光器 3、电子式闪光器图图 常见的闪光器常见的闪光器第三节 转向信号灯的闪光器 翼片式闪光器的结构：翼片式闪光器的结构： 由翼片2、热胀条3、动触点4、 静触点5及支架1、6等组成。 翼片2为弹性钢片，平时靠热胀 条3绷紧成弓形。热胀条由膨胀 系数较大的合金刚带制成。翼片式闪光器工作原理：翼片式闪光器工作原理： 翼片式闪光器是利用电流的热 效应，以热胀条的热胀冷缩为动力， 使翼片产生突变动作，接通和断开 触点，使转向信号灯闪烁。第三节 转向信号灯的闪光器翼片式闪光器分为直热翼片式和旁热翼片式两种。翼片式闪光器分为直热翼片式

18、和旁热翼片式两种。图图 直热翼片式闪光器直热翼片式闪光器 图、图、 旁热翼片式闪光器旁热翼片式闪光器 第三节 转向信号灯的闪光器v电容式闪光器K接通，电流由正极K1 L2 向C充电转向时，电流由正极 K K1 L1 S 转向灯（亮），同时L1产生磁力使K1断开（灯灭） ，C放电，电流通过L1、L2 磁力使K1保持断开直至放电结束 K1闭合（灯亮） L1、L2磁力相反 K1闭合直至C充电结束 L2无磁力，L1的磁力使K断开(灯灭)。如此反复当一个转向灯坏时，通过当一个转向灯坏时，通过L1的电流减半，的电流减半，K1一直闭合，一直闭合，指示灯不熄灭。指示灯不熄灭。第三节 转向信号灯的闪光器电子式闪

19、光器结构电子式闪光器结构： 由一个三极管的开关电路、电容器及继电器所组成。电子式闪光器工作原理电子式闪光器工作原理： 电子式闪光器利用三极管的开关特性，电容器的充、放电延时特性，控制继电器线圈的通、断电，接通和断开触点，使转向信号灯闪烁。带继电器的晶体管式闪光器带继电器的晶体管式闪光器第三节 转向信号灯的闪光器 电子式闪光器由于其工作可靠，使 用寿命长，目前在汽车转向灯系统中广泛使用。 电子式闪光器分为有触点和无触点、集成电路和晶体管等多种形式。电子闪光器的三个管脚：电子闪光器的三个管脚： B：电源端； L：闪光器控制端； E：搭铁端；电子闪光器输出控制方式： 控制输出高电平第三节 转向信号灯

20、的闪光器汽车转向灯及危险警报灯电路分析汽车转向灯及危险警报灯电路分析第三节 转向信号灯的闪光器第四节 信号灯的监控电路一、制动信号灯监视电路作用：监视制动灯工作情况作用：监视制动灯工作情况工作原理工作原理点火开关接通时，L1通电产生磁场，但磁力弱。当踩下制动踏板时，3闭合，L2通电产生磁场。两磁场力相加，使4闭合，制动指示灯亮。当任一制动灯损坏，经L2的电流减小，磁场力下降，4不能闭合，制动指示灯不亮。第四节 信号灯的监控电路二 倒车灯和中性安全开关作用：变速杆位于空档时才能起动发动机。第四节 信号灯的监控电路三 报警灯电路 作用：当汽车处于紧急或危险状态时，所有的转向信号灯同时闪烁。四 顺序

21、式转向信号系统作用：汽车后部两侧各有三个信号灯，按1-2-3的顺序闪光，形成一个灯光箭头。第四节 信号灯的监控电路第五节 音响信号 汽车上都装有喇叭，用来警告行人和其他车辆，以引起注意，保证汽车上都装有喇叭，用来警告行人和其他车辆，以引起注意，保证行车安全。喇叭按发音动力的不同分为气喇叭和电喇叭两类；按外形分行车安全。喇叭按发音动力的不同分为气喇叭和电喇叭两类；按外形分有螺旋形、筒形、盆形三类；按声频分有高音和低音两种。有螺旋形、筒形、盆形三类；按声频分有高音和低音两种。 a）螺旋（蜗牛）形喇叭）螺旋（蜗牛）形喇叭 b）盆形喇叭）盆形喇叭 c）筒形电动气喇叭）筒形电动气喇叭 一 电喇叭第五节 音响信号第五节 音响信号1 筒形、螺旋形筒形、螺旋形按下19，电流由正极 9（14、15接通）19 搭铁由于9通电，13被吸引向下移动 14、15 断开同时8也被吸引向下移动 膜片下移 （14、15 断开）9 不通电失去磁力 8回位膜片上移 14、15又接通膜片上下振动发出声音，共鸣板与刚性连接，发出伴音，悦耳；电容起灭弧作用；一 电喇叭4.电喇叭的调整电喇叭的调整 螺旋形、盆形电喇叭的调整一般有铁心气隙调整和触点螺旋形、盆形电喇叭的调整一般有铁心气隙调整和触点预压力调整两个项目。预