汽车电气设备完整版课件全套ppt整本书电子讲义全书ppt电子课件最全教学教程

1、第1章 绪论 了解汽车电气设备的发展概况。了解电子控制技术在汽车发动机上的应用。熟悉汽车电气设备的组成。掌握汽车电气设备的特点。 本课程是介绍汽车电气设备的构造，解释汽车电器工作原理，分析汽车电器工作特性，传授汽车电器使用和维修技能的专业课。随着汽车技术的进步，汽车电气设备的结构与性能也在不断进步，特别是电子技术、微机技术和网络技术在汽车上的广泛应用，在解决汽车节能降耗、行车安全、减少排放污染等方面起着越来越重要的作用。 1.1 汽车电气设备的发展概况 20世纪50年代以前:汽车的发展以机械设备为主。20世纪60年代以后:开始采用电子设备，主要标志是交流发电机。20世纪70年代:电子技术应用在

2、点火系统中。随之又出现了EFI、ABS等。20世纪80年代以后:汽车用驾驶辅助装置、安全警报装置，通信、娱乐装置等。微电脑技术汽车电子控制技术带来了一场技术革命，使汽车的整体性能得到了大幅度的提高。 21世纪后，人们对汽车的要求越来越高，汽车电子控制发展到了一个新阶段，电子技术在解决汽车能源、安全、污染等问题方面，起着越来越重要的作用。电子控制系统已在汽车上得到普遍应用，并且向着网络化、智能化的方向快速发展，使得汽车的性能得到了大幅度的提高。 电子控制技术在汽车发动机上的应用（1）电子控制发动机燃油喷射系统EFI（Engine Fuel Injection System）；（2）微机控制发动机

3、点火系统MCIS（Microcomputer Control Ignition System）；（3）发动机空燃比反馈控制系统AFC（Air/Fuel Ratio Feedback Control System）；（4）发动机怠速控制系统ISCS（Idle Speed Control System）；（5）发动机断油控制系统SFIS（Sever Fuel Injection System）；（6）发动机爆震控制系统EDCS（Engine Detonation Control System）；（7）加速踏板控制系统EAP（Electronic Control Accelerator Pedal

4、System）；（8）发动机进气控制系统IACS（Engine Intake Air Control System）；（9）燃油蒸气回收系统FECS（Fuel Evaporative Emission Control System）；（10）废气再循环控制系统EGR（Exhaust Gas Recirculation Control System）；（11）可变气门正时控制系统VVT（Variable Valve Timing Control System）；（12）汽车巡航控制系统CCS（Vehicle Cruise Control System）；（13）车载故障自诊断系统OBD（On B

5、oard Self-Diagnosis System）。电子控制技术在汽车底盘上的应用 （1）电子控制自动变速系统ECT（Electronic Controlled Transmission System）；（2）防抱死制动系统ABS（Anti-lock Braking System或Anti-Skid Braking System）；（3）电子控制制动力分配系统EBD（Electronic Brake-force Distributing System）；（4）电子控制制动辅助系统EBA（Electronic Brake Assist System）；（5）车身稳定性控制系统VSC（Vehi

6、cle Stability Control）或车身动态稳定性控制系统DSC（Dynamic Stability Control System）或电子控制稳定性程序ESP（Electronically Controlled Stability Program）；（6）驱动轮防滑转调节系统ASR（Acceleration Slip Regulation System）或牵引力控制系统TCS/TRC（Traction Force Control System）；（7）电子调节悬架系统EMS（Electronic Modulated Suspension System）；（8）电子控制动力转向系统EP

7、S（Electronically Controlled Power Steering System）；（9）轮胎中央充放气系统CIDC（Central Inflate and Deflate Control System）；（10）自动驱动管理系统ADM（Automatic Drive-train Management System）；（11）差速器锁止控制系统VDLS（Vehicle Differential Lock Control System）。 电子控制技术在汽车车身上的应用 （1）辅助防护安全气囊系统SRS（Supplemental Restraint System Air Bag

8、）；（2）安全带紧急收缩触发系统SRTS（Seat-Belt Emergency Retracting Triggering System）；（3）座椅位置调节系统SAMS（Seat Adjustment Position Memory System）；（4）雷达车距报警系统RPW（Radar Proximity Warning System）；（5）倒车报警系统RVAS（Reverse Vehicle Alarm System）；（6）防盗报警系统GATA（Guard Against Theft and Alarm System）；（7）中央门锁控制系统CLCS（Central Lockin

9、g Control System）；（8）前照灯控制与清洗系统HAW（Headlamp Adjustment and Wash System）；（9）挡风玻璃刮水与清洗控制系统WWCS（WashWipe Control System）；（10）自动采暖通风与空气调节系统AHVC（Automatic Heating Ventilating Air-Conditioning System）；（11）车载局域网LAN（Local Area Network）；（12）车载计算机OBC（On-Board Computer）；（13）车载电话CT（Car Telephone）；（14）交通控制与通信系统T

10、CIS（Traffic Control and Information System）；（15）信息显示系统1DS（Information Display System）；（16）声音复制系统ESR（Electronic Speech Reproduction System）；（17）液面与磨损监控系统FWMS（Fluids and Wear Parts Monitoring Systems）；（18）维修周期显示系统LSID（Load-Dependent Service Interval Display System）。 1.2 汽车电气设备的组成 1电源系统2起动系统3点火系统4照明系统5

11、信号系统6仪表系统7辅助电气设备8其他电子控制系统为了提高汽车的动力性、经济性，改善安全性，减少排放污染，现代汽车大量采用了计算机控制系统，又称电子控制系统。电控系统的采用可以使汽车上的各个系统均处于最佳工作状态，达到提高汽车动力性、经济性、安全性、舒适性，降低汽车排放污染等目的。现代汽车所采用的电控系统越来越多，所占的比重越来越大。汽车电控系统往往都自成系统，将电子控制与机械装置相结合，形成了较为典型的机电一体化系统，这也代表了汽车今后的发展方向。 1.3 汽车电气设备的特点 1采用直流电 由于汽车上的电源之一是蓄电池，蓄电池为直流电源，且蓄电池放电后必须用直流电源对其充电，因此汽车上的发电

12、机也必须输出直流电。2采用低压电源 根据规定，汽车电器产品标称电压规定为三种：6V、12V、24V。目前汽油车普遍采用12V电源，重型柴油车多采用24V系统。随着汽车电气设备电子化程度的提高和设备的增多，汽车电源电压有提高的趋势，以满足不断增加的用电需求。目前汽车42V电源系统正处于开发之中。 3并联单线 汽车用电设备较多，采用并联电路能确保各支路的电气设备相互独立控制，布线清晰、安装方便。汽车电气设备习惯采用一根公共的零线。而汽车的底盘及发动机是由金属制造的，有良好的导电性能，因此用汽车的金属机体作为一条公共导线，即把车架、发动机等金属机体沟通，并作为电气设备公共连接端（常称“搭铁端”）使用

13、，从而达到节约导线，使电器线路简单，安装维修方便的目的。4负极搭铁 由于汽车采用单线制，所以电气系统的两条线路当中的一条必须用汽车的金属机体来代替，我国规定：汽车电气系统采用单线制时，汽车电气系统统一为电源负极搭铁。 1.4 课程的性质、任务和学习方法 1本课程的性质本课程是高等职业学院汽车工程类技术专业的一门介绍汽车电气设备构造，解释汽车电器作用原理，分析汽车电器工作特性，传授汽车电器使用和维修技能的专业课，是一门实践性很强的专业课程，同时也是学好汽车工程类技术专业其他相关专业课程的基础。 2本课程的主要任务本课程的主要任务是使学生具有高素质劳动者和初、中级专门人才所必需的汽车电气设备知识和

14、汽车电气设备维修的基本技能；通过理论教学和实践技能训练，使学生系统掌握汽车电气设备的结构、基本工作原理、使用与维修、检测与调试、故障诊断与排除等基本知识和基本技能。 通过这门课程的学习和训练，学生在基本知识和基本技能方面应达到以下要求：（1）掌握常见汽车电气设备的结构和基本工作原理。（2）掌握汽车电气设备的使用、维护及故障分析的知识。（3）了解汽车电气设备的新产品和新技术。（4）能够读懂汽车电路图，能用电路图分析汽车电路的基本工作情况。（5）掌握常用电气设备的拆装和检修方法。（6）掌握常见汽车电路故障的诊断步骤与排除方法。（7）能正确使用电气设备维修中常用的工具、设备、仪器和仪表。3本课程的学

15、习方法在本课程的学习中，应本着理论与实践并重的原则，要加强实践环节，尽可能参加动手操作。对于结构复杂及实践性较强的内容，要充分利用实物，采取边学习、边实践的学习方式，加强对所学内容的理解。对于理论部分的教学内容，应加强预习和复习，以提高学习效果。考核时，可以采用笔试与实际操作考核相结合的方法，以增加考试的可信度。实验考核可在实验内容中随机抽取1/51/3的项目进行考核，检查技能的掌握情况。小结随着电子技术的进步，电子技术在汽车上的应用和发展代表了汽车技术发展的主流和趋势。现代汽车电气设备按其功能可分为：电源系统、起动系统、点火系统、照明系统、信号系统、仪表系统、辅助电气设备和其他电子控制系统。

16、汽车电系特点：直流、低压、并联单线、负极搭铁。Thanks！第2章 电工与电子基础知识 2.1 电路及电路基本定律 电能是一种优越的能量，以其生产方便、使用和控制简单、传输效率高和清洁环保等特点，在工业、农业、科学技术、交通、国防以及社会生活等各个领域，都获得了越来越广泛的应用，因此，电工与电子技术知识对于生产实际和日常生活越来越重要。汽车从它诞生的第一天起，就与电结下了不解之缘，可以毫不夸张地说，没有电就没有现代汽车。 2.1.1 电的基本概念 2.1.1.1 电的概念自然界中的任何物质都是由分子组成的，分子是由原子组成，而原子又是由带正电的原子核和带负电的核外电子所组成。在通常情况下，原子

17、是中性的，对外不显电性，物质也不显带电的性能。自然界中只存在正、负两种电荷，物体带电的原因就是得到或失去了电子。物体所带电荷的多少叫电荷量（或电量），用Q来表示，单位是库仑（C），1库仑相当于6.241461018个电子所带的电荷总量。大量的事实说明，电荷间存在着相互作用的力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。在自然界中，电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，这个结论叫电荷守恒定律。 2.1.1.2 电流1电流的形成有的物质，如金属中的金、银、铜、铁、铝等以及非金属中的石墨、硅等，它们的原子核对外层电子的吸引力小，外层电子很容易脱

18、离原子核的束缚成为能够自由移动的自由电子，当这类物质给予一定的外加条件时（如接上电源），就能迫使自由电子发生定向移动，这些电荷有规则的定向移动称为电流。把这类具有良好导电本领的物体叫做导体。另一些物质，如塑料、陶瓷、石蜡、玻璃、纯净水等，它们的原子核对外层电子的吸引力大，电子不容易脱离原子核的束缚而移动，因此，在物体内不能形成电荷的有规则的移动，这类物质没有导电本领或导电本领很弱，叫做绝缘体。2电流的强度电流的大小取决于在一定的时间内通过导体横截面的电荷量的多少。在相同的时间内通过导体横截面的电荷量越大，在导体内形成的电流就越强；反之，电流就越弱。电流的强弱用电流来表示。通常规定：单位时间内通

19、过导体横截面的电荷量称为电流，用大写的字母I表示。若在t秒内通过导体横截面的电荷量为Q，则IQ/t电流的单位是安培（A），简称安。若在1s内通过导体横截面的电荷量为1C，则流过导体的电流就为1A，即1A=1C/1s电流的单位除安培（A）外，还有千安（kA）、毫安（mA）、微安（A），它们之间的换算关系是1kA=1000A1mA=0.001A1uA=0.000001A电流的方向规定为：正电荷的运动方向为电流的方向，同负电荷运动的方向相反。2.1.1.3 电压导体中的电流是由大量的自由电荷定向移动形成的，而只有在导体两端接上电源，在导体内部形成电场，大量电荷在电场力的作用下定向移动才能形成电流。因

20、此，导体中形成电流的条件是：导体两端接有电源，也就是说在导体两端保持有电压。电压用U表示。电压的单位是伏特（V），简称伏。常用的电压单位还有千伏（kV）和毫伏（mV），它们之间的换算关系是：1kV=1000V1mV=0.001V2.1.1.4 电阻和电阻器1电阻当电流通过金属导体时，做定向移动的自由电荷会与金属中的带电粒子发生碰撞，而这种碰撞阻碍了自由电子的定向移动，因而也就阻碍了电流的形成，这种导体对电流的阻碍作用叫做电阻。导体电阻的大小反映了导电能力的强弱，电阻用R表示。电阻的单位是欧姆，简称欧，用表示。电阻常用的单位还有千欧（k）和兆欧（M），它们之间的换算关系为1k=1031M=106

21、导体的电阻是客观存在的，它的大小只取决于导体的长度、横截面积和材料，而与导体两端的电压和流过的电流无关。即Rl/S式中 R导体的电阻，；与导体的材料性质有关的物理量，称为电阻率或电阻系数，通常是指导体温度为20C，长度为1 m、横截面积是1m2的某种材料的导体的电阻值，单位m；L导体的长度，m；S导体的横截面积，m2。 2电阻器及其符号电阻器是电路中应用最广泛的元件，其质量的好坏对电路的工作稳定性有极大的影响，电阻器的主要作用是稳定和调节电路中的电流和电压。电阻器分可变电阻器和固定电阻器两大类，可变电阻器绝大多数用来调节电压的大小，因此，又叫电位器。2.1.2 电路 2.1.2.1 电路电流流

22、过的回路叫做电路，又称电子回路。最简单的电路由电源负载和导线、开关等元件组成，如图2-2（a）所示。 电路可以用电路图来表示。把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。把电能转换成其他形式的能的装置叫做负载。电动机、电阻、电灯泡、扬声器等都叫做负载。 开关是指一个可以使电路开路、使电流中断或使其流到其他电路的电子元件。最常见的开关是让人操作的机电设备，其中有一个或数个电子接点。接点的“闭合”（Closed）表示电子接点导通，允许电流流过；开关的“开路”（Open）表示电子接点不导通形成开路，不允许电流流过。电路状态有三种状态：开路、短路、通路。开路：也叫断路，因为电路中某一处因中断，没有导体连接

23、，电流无法通过，导致电路中电流消失，一般对电路无损害。短路：电源未经过任何负载而直接由导线接通成闭合回路，易造成电路损坏、电源瞬间损坏、如温度过高烧坏导线、电源等。通路：处处连通的电路。2.1.2.2 串联电路串联电路是使电流只有一条通路通过每一个电路元件，为电路组成的两种基本方式之一。例如，一个包含两个电灯泡和一个9 V电池的简单电路。若导线连接电池到一个电灯泡再到下一个电灯泡，回到电池，构成一个连续的圈，则两个电灯泡之间为串联。 串联电路有如下特点：（1）流过每个电阻的电流相等。因为直流电路中同一支路的各个截面有相同的电流强度。（2）总电压（串联电路两端的电压）等于分电压（每个电阻两端的电

24、压）之和，即：U=U1+U2+Un这可由电压的定义直接得出。（3）总电阻等于分电阻之和。2.1.2.3 并联电路并联电路是在构成并联的电路元件间电流有一条以上的相互独立通路，为电路组成的两种基本方式之一。例如，一个包含两个电灯泡和一个9 V电池的简单电路。若两个电灯泡分别由两组导线分开地连接到电池，则两灯泡为并联。并联电路有如下特点：（1）总电流等于各支路的电流之和。（2）并联电路中各电阻的电压与总电压相同。（3）相互并联的电阻其总电阻值的倒数等于个电阻值的倒数和。 2.1.3 欧姆定律 欧姆定律是电学基本定律之一，是指同一导体中，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。它说

25、明了电流和电压与电阻之间的关系。R=U/I式中 U电压，V；R电阻，；I电流，A。2.1.4 电功 电流所做的功叫做电功，实际就是电能转化为其他形式能量的过程，计算电功的公式是：WUItWI2Rt或WU2t/R式中 U电压，V；I电流，A；t时间，s；W电功，J。2.1.5 电功率 电流在单位时间内所做的功叫做电功率。电功率用P来表示，P=W/t而WUIt（即电压乘以电流乘以时间），所以P=UI PI2R或PU2/R上式表明，电功率等于电压与电流的乘积，电功率P的单位就是瓦特。 电功率的单位还有千瓦，符号是kW，1kW=103W。把公式P=W/t，变形后可得W=Pt，由此可以定义“千瓦时”，电

26、流在1h内所做的功，就是1kWh，1kWh=1000W3600s=3.6106J。 2.1.6 电容 电容（或称电容量）是表征电容器容纳电荷本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1V所需的电量，叫做电容器的电容。电容器从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。一个电容器，如果带1C的电量时两级间的电势差是1V，这个电容器的电容就是1F，即C=Q/U 但电容的大小不是由Q或U决定的，即C=S/4

27、kd其中 一个常数；S电容极板的正对面积；d电容极板的距离；k静电力常量； 常见的平行板电容器，电容为C=S/d其中 极板间介质的介电常数；S极板面积；d极板间的距离。在国际单位制里，电容的单位是法拉第，简称法，符号是F，常用的电容单位有毫法（mF）、微法（F）、纳法（nF）和皮法（pF）（皮法又称微微法）等，换算关系是：1法拉（F）= 103毫法（mF）106微法（F）1微法（F）= 103纳法（nF）= 106皮法（pF）多电容器并联计算公式：C=C1+C2+C3+Cn多电容器串联计算公式：1/C=1/C1+1/C2+1/Cn2.1.7 基尔霍夫电流定律 定义：在集总电路中，在任一时刻，流

28、出任一节点的电流代数和恒等于零。即对任一节点有i=0注意：“流出”节点电流是相对于电流参考方向而言。“代数和”指电流参考方向，如果是流出节点，则该电流前面取“+”；相反，电流前面取“-”。“代数和”指电流参考方向如果是流出闭合面，则该电流前面取“+”；相反，电流前面取“-”。基尔霍夫电流定律是电流连续性的表现，即流入节点的电流等于流出节点的电流。2.1.8 基尔霍夫电流定律 定义：在集总电路中，任何时刻，沿任意回路，所有支路电压的代数和恒等于零。即对任一闭合回路都有IR=E即U=0事实上上式不仅可以用在任一闭合回路，还可以推广到任一不闭合的电路上，但要将开口处的电压列入方程。凡电压的参考方向与

29、回路绕行方向一致者，在该电压前取“+”号，反之，为“-”号。2.2 半导体元件 2.2.1 半导体电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。半导体介于导体和绝缘体之间，既可以是导体，也可以是绝缘体，与掺入的杂质有关。半导体室温时电阻率约在10-5107m之间，温度升高时电阻率指数则减小。半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。 锗和硅为最常用的元素半导体；化合物半导体包括- 族化合物（砷化镓、磷化镓等）、-族化合物（ 硫化镉、硫化锌等）、氧化物（锰、铬、铁、铜的氧化物），以及由-族化合物和-族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。除上述晶态半导体外，还有非

30、晶态的玻璃半导体、有机半导体等。 半导体主要影响因素如下：（1）受温度的影响大。外界环境温度的变化对半导体材料的电阻有很大的影响。温度升高，半导体材料中的电子获得更多的能量，更容易摆脱原子核的束缚，从而改善了半导体材料的导电性能；温度降低则与之相反。（2）受杂质的影响很大。纯净的半导体导电性能很差，但是如果在半导体材料中有选择地加入其他元素（称为杂质），就可使它的导电性能大大增加。（3）受光照、电压、磁场的影响很大。2.2.1.1 PN结的单向导电性1PN结在半导体材料中掺入杂质，它的导电性能将大大改变，由于掺入的杂质不同，就形成不同类型的半导体材料。如果在半导体材料中掺入锑、磷、砷等五价元素

31、，将制作成N型半导体。如果在半导体材料中掺入铟、铝、硼等三价元素，将制作成P型半导体。控制杂质的种类和数量，就控制了P型或N型半导体的导电性能。将P型半导体和N型半导体结合在一起，它们的交界处就形成一个PN结。2PN结具有单向导电性P区接电源的正极，N区接电源的负极，如图2-3（a）所示，叫做正向偏置，此时二极管电流很大，即PN结正向导通，正向电阻很小。P区接电源的负极，N区接电源的正极，如图2-3（b）所示，叫做反向偏置，此时二极管电流很小，即PN结反向截止，反向电阻很大。 2.2.1.2 晶体二极管PN结的P区和N区各接出一条引线，再封装在管壳里，就构成一个二极管，P区引出端叫正极，N区引

32、出端叫负极，如图2-4（a）所示。二极管的符号如图2-4（b）所示，它表示二极管具有单向导电性，箭头表示正向电流的方向。二极管外壳上一般都标有符号，表示极性。不同用途的二极管一般都有不同的结构、形状和符号，如图2-5所示。 二极管主要参数有最大整流电流和最高反向工作电压。二极管长时间正常工作所允许通过的最大平均正向电流叫最大整流电流，使用时如果超过该值，将会烧坏二极管。保证二极管正常工作、不被反向击穿所能承受的反向电压值叫最高反向工作电压，一般取反向击穿电压的一半左右作为最高反向工作电压。在一些特殊场合中，二极管可做特殊的应用，主要有以下几种： （1）高反压整流管。高反压整流管要求至少在一个区

33、域内具有很低的电导率，这意味着正向电阻很大，将产生大量的热量，这个缺点可用在高掺杂的P型和N型之间加入一个掺杂度很低的区域的方法来克服。这样的二极管具有很高的反向电压和很小的正向电阻。（2）开关二极管。开关二极管被应用在从高阻抗到低阻抗或从低阻抗到高阻抗的快速开关场合。可以通过向半导体材料中掺入金的方法，促进电子与空穴的再结合，来缩短开关的时间。（3）光电二极管。光电二极管是一种应用光电效应做成的二极管，它是在PN结上加上一个反向电压，光照能释放晶格键中的电子，使自由电子和空穴的数量增加，从而使反向电流（光电流）与光照度成正比例地增加。（4）发光二极管（LED）。发光二极管是在外加正向电压时能

34、发光，它的工作原理和光电效应相反，当自由电子和空穴复合时以发光的形式释放能量。发光二极管经常在数字显示和信号灯上使用。其制作的材料通常是砷化镓或磷化镓。 （5）稳压二极管。稳压二极管是一种重要的半导体二极管，它能起稳定电压的作用。与普通的硅二极管不同的是，它可在反向击穿状态下长期工作。而且在外加的反向击穿电压撤除以后仍能恢复单向导电性。（6）肖特基二极管。肖特基二极管是一种含金属半导体结的二极管，由于电子从N型硅中进入金属层要比金属层进入N型硅容易得多，因此在半导体中就形成一个电子阻挡层肖特基阻挡层。电荷完全是通过电子传输的，由于没有发生少数载流子积累，这个特性可使开关达到很高的速度，适用做高

35、速开关、微波整流（检波）管。 2.2.1.3 晶体三极管1三极管的结构在一块半导体材料上，制作出三个区，构成两个PN结，并分别从三个区中引出三条引线，再封装在管壳里，如图2-6所示，就构成了一个三极管。一般把中间的区叫基区，两个PN结分别按其作用称为集电结和发射结，集电结连接的区域称为集电区，与发射结相连的区域叫做发射区。三极管有NPN型和PNP型两种，且分别用符号表示，如图2-6所示。 2三极管的外形及其型号三极管根据体积、封装形式、用途等不同，可分很多种式样，如图2-7所示。3三极管的分类（1）按功率分类，三极管可分为大功率、中功率和小功率三极管。（2）按工作频率分类，三极管可分为高频三极

36、管和低频三极管。（3）按材料分类，三极管可分为硅材料三极管和锗材料三极管。（4）按结构分类，三极管可分为NPN型三极管和PNP型三极管，通常所有的硅管以NPN型居多，锗管以PNP型居多。4三极管的主要参数三极管的参数很多，主要有：（1）电流放大系数1）交流放大系数。当集电极与发射极电压为规定值时，集电极电流的变化量Ic与基极电流的相应变化量Ib的比值，叫做三极管的交流电流放大系数，用来表示，即=Ic/Ib值的大小与三极管有关，一般在20200之间。 2）直流放大系数。当集电极与发射极电压为规定值时，集电极电流Ic与基极电流Ib的比值，叫做三极管的直流电流放大系数，用来表示，即 =Ic/Ib由于

37、值与值比较接近，所以认为 =。（2）极限参数1）集电极最大允许电流指三极管参数变化不超过规定值时，集电极允许通过的最大电流。如果超过，管子的性能将显著变差。2）集电极发射极反向击穿电压指基极开路时，集电极与发射极间的反向击穿电压。3）集电极允许最大耗散功率三极管正常工作时，集电极能够承受的功耗最大值。 2.3 电子电路基础知识 2.3.1 晶体管的基本放大电路2.3.1.1 放大电路的组成如图2-8所示为放大电路的示意图，由图可以看出，放大器有四个端子，一对用来输入信号，叫做输入端；另一对用来输出信号，叫做输出端。凡向放大器提供输入信号的电路或设备称为信号源，例如图中的G。凡接收放大器输出的信

38、号的零件或电路称为负载，例如图中的RL。如图2-9所示为基本共发射极电压放大电路，它由三极管、电阻、电容和直流电源组成。 2.3.1.2 工作原理如图2-9所示，交流输入信号ui通过输入耦合电容C1引起三极管VT基极一发射极电压ube变化，使基极电流ib作相应的变化。由于三极管VT的电流放大作用，使集电极电流ic（ic=ib）相应作更大的变化，较大的ic在Rc上产生交流输出电压，通过输出耦合电容C2送到负载RL上。只要电路元件选择合适，放大电路就能使输出电压Uo比输入电压Ui大很多倍，从而实现了电压放大作用。 2.3.2 晶体管开关电路2.3.2.1 晶体管的开关特性三极管具有饱和、放大、截止

39、三个工作状态。如果能有目的地控制加在三极管基极上的电压或电流，就可以使三极管交替工作在饱和或截止两个区域，此时三极管就是处于开或关的状态，即开关状态。 2.3.2.2 晶体管开关电路如图2-10所示为一个反相器，它是最基本的晶体管开关电路之一。当三极管基极输入信号为低电平（“0”）时，由于电源Ubb的作用，三极管发射结反向偏置，此时三极管截止，输出Uo为高电平（“1”）。当三极管基极输入信号突变为高电平（“1”）时，三极管进入饱和状态，输出Uo为低电平（“0”）。利用晶体管的这个开关特性，做成了反相器。 2.3.3 稳压管与稳压电路2.3.3.1 稳压管稳压管是一种具有稳压作用的特殊二极管。它

40、也是由一个PN结构成，外形与普通二极管基本相同。由于它的制造工艺和工作区域不同，可利用它的反向电流变化很大而反向击穿电压基本不变的特性，达到稳压的目的。 2.3.3.2 稳压电路如图2-11所示为硅稳压二极管VS和限流电阻R组成的稳压电路。无论是负载电流不变、输入电压变化，还是输入电压不变、负载电流变化，这种电路均能起到稳压的作用。 2.3.4 晶闸管及整流电路2.3.4.1 晶闸管晶闸管是硅晶体闸流管的简称，因其能像闸门一样控制电流的流通而得名。晶闸管的特点是能通过小功率信号控制大功率系统，从而使半导体技术的应用由弱电领域进入到强电领域。晶闸管分单向晶闸管和多向晶闸管两大类，这里只介绍单向晶

41、闸管。2.3.4.2 单向晶闸管的结构与符号目前较为常用的单向晶闸管从外形结构上看，主要有螺栓型和平板型等几种。 螺栓型晶闸管的外形与硅整流二极管相似，其带有螺栓的一端是阳极A，利用它可以和散热器固定，另一端中粗引线为阴极K，细引线为门极G。平板型晶闸管的两个平面分别是A和K极，而引线是G极。无论哪种结构形式，普通晶闸管的内部都有一个硅半导体材料做成的管芯，管芯由四层（P1-N2-P3-N4）、三端（A，K，G）构成，它具有三个PN结，由最外层的P层和N层分别引出阳极A和阴极K，由中间的P层引出门极G。 2.3.5 整流电路如图2-13所示为常用的桥式全波半控整流电路。 2.3.6 逻辑电路的

42、基本原理对数字信号进行传输、处理的电子线路称为逻辑电路（也称数字电路）。逻辑电路是利用晶体二极管和晶体三极管的开关特性来工作的，此时，三极管时而由饱和状态突变到截止状态，时而由截止状态突变到饱和状态。而三极管饱和与截止这两个不同的工作状态正好用数字“1”和“0”来表示，这就是数字电路的由来。逻辑电路中的信号是靠电信号的有或无、高或低来表示的，它研究电路问信号的逻辑关系，反映的是一些离散的、不连续的二进制数字量，使用的数学工具是逻辑代数。门电路是最基本的逻辑电路，最基本的逻辑关系是：“与”、“或”、“非”三种。相应的门电路是“与门”“或门”“非门”，与门的图形符号为，或门的图形符号为，非门的图形

43、符号为。2.3.7 集成电路的知识2.3.7.1 集成电路集成电路是在一块体积很小的半导体基片上，通过一系列特殊工艺（氧化、蚀刻、掺杂、沉淀等），将包括引线在内的所有分立电子元件（如电阻、电容、二极管、三极管、晶闸管等）封装在一起，组成集成电路IC。早期生产的小规模集成电路（SSI），在每块芯片上的功能元件、晶体管及门电路数量，一般不超过100个，平均芯片表面积约为3mm2。20世纪80年代以后，集成度大幅度提高，大规模集成电路（LSI）与超大规模集成电路（ULSI）得到广泛应用，在每个芯片上集成的功能元件已经超过10万个，而平均芯片的表面积也只有30mm2。集成电路根据电路的形式，可分为模拟

44、型电路、数字型电路及组合型电路。可应用的模拟集成电路如运算放大器、调压器、比较器、时钟电路、变换器、接口电路等。模拟集成电路用来处理和加工各种模拟信号，在现代汽车电子设备中应用很广。数字集成电路用于数字逻辑运算，数字电路是由开关元件构成的。数字电路的输出信号和输入信号都是用脉冲的有无、电位的高低来表示的。2.3.7.2 IC电路分类1按集成度分类按集成的程度来分，集成电路可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路。小规模集成电路是指每片上集成少于100个元器件的集成电路，又称普通集成电路，用字母SSI表示；中规模集成电路一般是指每片上集成1001000个元器件的集成

45、电路，用字母MSI表示；大规模集成电路是指每片上集成1000至数万个元器件的集成电路，用字母LSI表示；超大规模集成电路是近几年发展起来的集成电路，指每片上集成100000个元器件以上的集成电路，目前已达到集成几亿个元器件的水平，用字母ULSI表示。 2按功能分类按处理信号的不同，集成电路可分为数字集成电路和模拟集成电路两大类。数字集成电路是以“开”和“关”的两种状态，或以高、低电平来对应“1”和“0”两个二进制数字，并进行运算、存储、传输及转换的集成电路。模拟集成电路是处理模拟信号的集成电路。在汽车音响装置中采用了大量的模拟集成电路。 2.3.7.3 IC电路引脚好坏判断方法一般可从下面几个

46、方面去诊断集成电路是否有故障。一是用万用表欧姆挡测集成电路各脚对地之间的电阻，然后与标准值进行比较。二是用万用表的电压挡测各脚在电路中的对地电压，在集成电路供电电压符合规定的情况下，如有不符合标准电压值的引线脚，再查其外围元件，若外围元件无损坏，则可认为是集成电路的问题。三是用示波器在测试点查看波形与标准波形，并进行比较。四是用型号完全相同的集成块进行替换。 2.3.8 A/D与D/A转换器汽车在工作的过程中，经常将一些物理量，如速度、温度、压力等转化为电信号，这些信号通常都是一些模拟信号（Analog signal）。而汽车上的计算机系统是不能直接处理这些模拟信号的，必须将这些信号转换为数字

47、信号（Digital signal），计算机都能进行处理和识别，这个转换过程即为模/数转换（A/D）。而计算机要实现对相关设备的控制，通常也要将系统输出的数字信号转换为模拟信号，这个转换过程即为数/模转换（D/A）。 2.4 汽车万用表介绍 2.4.1 汽车万用表的功能要求在发动机电控系统故障的检测与诊断中，除经常需要检测电压、电阻和电流等参数外，还需要检测转速、闭合角、频宽比（占空比）、频率、压力、时间、电容、电感、温度、半导体元件等。这些参数对于发动机电控系统的故障检测与诊断具有重要意义。但是这些参数用一般数字式万用表无法检测，需用专用仪表，即汽车万用表。汽车万用表一般应具备下述功能：（

48、1）测量交、直流电压。（2）测量电阻。（3）测量电流。（4）记忆最大值和最小值。（5）模拟条显示。（6）测量脉冲波形的频宽比和点火线圈一次侧电流的闭合角。（7）测量转速。（8）输出脉冲信号。（9）测量传感器输出的电信号频率。（10）测量二极管的性能。（11）测量大电流。（12）测量温度。 2.4.2 汽车万用表的基本结构如图2-14所示，汽车万用表主要由数字及模拟量显示屏、功能按钮、测试项目选择开关、温度测量座孔、公用座孔（用于测量电压、电阻、频率、闭合角、频宽比和转速等）、搭铁座孔、电流测量座孔等构成。 2.4.4 汽车万用表使用方法2.4.4.1 信号频率测试：测试项目选择开关置于频率（F

49、req）挡，黑线（自汽车万用表搭铁座孔引出）搭铁，红线（自汽车万用表公用座孔引出）接被测信号线，显示屏即显示被测频率。2.4.4.2 温度检测：测试项目选择开关置于温度（Temp）挡，按下功能按钮（/F），将黑线搭铁，探针线插头端插入汽车万用表温度测量座孔，探针端接触被测物体，显示屏即显示被测温度。 2.4.4.3 点火线圈一次侧电路闭合角检测：测试项目选择开关置于闭合角（Dwell）挡，黑线搭铁，红线接点火线圈负接线柱，发动机运转，显示屏即显示点火线圈一次侧电路闭合角。2.4.4.4 频宽比测量：测试项目选择开关置于频宽比（Duty Cycle）挡，红线接电路信号，黑线搭铁，发动机运转，显示

50、屏即显示脉冲信号的频宽比。2.4.4.5 转速测量：测试项目选择开关置于转速（RPM）挡，转速测量专用插头插入搭铁座孔与公用座孔中，感应式转速传感器（汽车万用表附件）夹在某一缸高压点火线上，在发动机工作时，显示屏即显示发动机转速。 2.4.4.6 起动机起动电流测量：测试项目选择开关置于400mV挡（1mV相当于1A的电流，即用测量电流传感器电压的方法来测量起动机起动电流），把霍尔式电流传感夹夹到蓄电池线上，其引线插头插入电流测量座孔，按下最小/最大功能按钮，然后拆下点火高压线，用起动机转动曲轴23s，显示屏即显示起动电流。2.4.4.7 氧传感器测试：拆下氧传感器线束连接器，将测试项目选择开

51、关置于4V挡，按下DC功能按钮，使显示屏显示DC，再按下最小/最大功能按钮，将黑线搭铁，红线与氧传感器相连；然后以快怠速（2000r/min）运转发动机，使氧传感器工作温度达360以上。此时，如混合气浓，氧传感器输出电压约为0.8V；如混合气稀，氧传感器输出电压为0.10.2V。当氧传感器工作温度低于360时（发动机处于开环工作状态），氧传感器无电压输出。 2.4.4.8 喷油器喷油脉冲宽度测量测试项目选择开关置于频宽比挡，测出喷油器工作脉冲频率的频宽比后，再把测试项目选择开关置于频率（Freq）挡，测出喷油器工作脉冲频率（Hz），然后按下式计算喷油器喷油脉冲宽度：Sp=/fp式中 Sp喷油脉

52、冲宽度/s；频宽比，%；fp喷油频率，Hz。2.4.5 发动机电控系统万用表检测的操作方法2.4.5.1 电阻测量的方法 将万用表开关转到电阻（）挡的适当位置并校零后，即可测量电阻值。汽车上很多电气设备的技术状态可用检测其电阻值的方法来判断，如检查电气元件和线路的断路、短路等故障。 2.4.5.2 直流电压测量的方法 将开关转到直流电压（V）挡（选择合适的量程），将测试表笔接至被测两端。用测电压的方法可以检查电路上各点的电压（信号电压或电源电压）以及电气部件上的电压降。 2.4.5.3 断路（开路）的检测方法 如果图2-15所示的配线有断路故障，可用“检查导通”或“检查电压”的方法来确定断路的

53、部位。1“检查导通”方法（1）脱开连接器B和C，测量它们之间的电阻值（见图2-16）。若连接器A端子1与连接器C端子1之间的电阻值为，则它们之间不导通（断路）；若连接器A端子2与连接器C端子2之间的电阻值为0，则它们之间导通（无断路）。 （2）脱开连接器，测量连接器A与B、B与C之间的电阻值。若连接器A的端子1与连接器B的端子1之间的电阻值为0，而连接器A的端子1与连接器B的端子1之间的电阻为，则连接器A的端子1与连接器B的端子1之间导通，而连接器B的端子1与连接器C的端子1之间有断路故障。 2“检查电压”方法在电脑连接器端子加有电压的电路中，可以用“检查电压”的方法来检查断路故障（见图2-1

54、7）。在各连接器接通的情况下，电脑输出端子电压为5V的电路中，如果依次测量连接器A的端子1、连接器B的端子1和连接器C的端子1与车身（搭铁）之间的电压时，测得的电压值分别为5V、5V和0V，则可以判定。在B的端子1与C的端子1之间的配线有断路故障。 2.4.5.4 短路的检查方法 如果配线短路搭铁，可通过检查配线与车身（或搭铁线）是否导通来判断短路的部位（见图2-18）。 （1）脱开连接器A和C，测量连接器A的端子1和端子2与车身之间的电阻值。如果测得的电阻值分别为0和，测连接A的端子1与连接器C的端子1的配线与车身之间有短路搭铁故障。 （2）脱开连接器B，分别测量连接器A的端子1和连接器C的

55、端子1与车身（地线）之间的电阻值。如果测得的电阻值分别为和0，则可以判定：连接器B的端子1与连接器C的端子1之间的配线与车身之间有短路搭铁故障。 2.4.6 汽车万用表检查电控系统的注意事项 （1）除在测试过程中特殊指明者外，不能用指针式万用表测试电脑和传感器，应使用高阻抗数字式万用表，万用表内阻应不低于10k。 （2）首先检查保险丝、易熔线和接线端子的状况，在排除这些地方的故障后再用万用表进行检查。 （3）在测量电压时，点火开关应接通（ON），蓄电池电压应不低于11V。 （4）在用万用表检查防水型连接器时，应小心取下皮套（见图2-19（a），用测试表笔插入连接器检查时不可对端子用力过大（见图

56、2-19（b）。检测时，测试表笔可以从带有配线的后端插入（见图2-20（a），也可以从没有配线的前端插入（见图2-20（b）。小结电荷间存在着相互作用的力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。电荷有规则的定向移动称为电流。具有良好导电本领的物体叫做导体；另一些物质的原子核对外层电子的吸引力大，电子不容易脱离原子核的束缚而移动，在物体内不能形成电荷的有规则的移动，这类物质没有导电本领或导电本领很弱，叫做绝缘体；电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质为半导体，与掺入的杂质有关。 导体中形成电流的条件是：导体两端接有电源，也就是说在导体两端保持有电压。电阻的大小反映了导电能力的强弱。电

57、容（或称电容量）是表征电容器容纳电荷本领的物理量。电流流过的回路叫做电路，又称电子回路。串联电路特点：流过每个电阻的电流相等；总电压等于分电压之和；总电阻等于分电阻之和。并联电路特点：总电流等于各支路的电流之和；并联电路中各电阻的电压与总电压相同；相互并联的电阻其总电阻值的倒数等于个电阻值的倒数和。基尔霍夫电流定律：在集总电路中，在任一时刻，流出任一节点的电流代数和恒等于零。基尔霍夫电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任意回路，所有支路电压的代数和恒等于零。PN结具有单向导电性。三极管具有电流放大特性.对数字信号进行传输、处理的电子线路称为逻辑电路（也称数字电路）。集成电路是在一块体积很小的半

58、导体基片上，通过一系列特殊工艺（氧化、蚀刻、掺杂、沉淀等），将包括引线在内的所有分立电子元件（如电阻、电容、二极管、三极管、晶闸管等）封装在一起，组成集成电路IC。 Thanks！第3章 电子控制单元与传感器 3.1 汽车电子控制系统常用传感器 3.1.1 传感器的概念在各种信号中，电信号能很容易地被放大、反馈、滤波及进行运算和存储处理，还可以长距离传送等。因此，要实现对非电荷量（如位置、温度、压力、形变等）的控制，必须先捕捉各种非电信号，然后转变成与之对应的电信号，这个将非电信号转换为另一种可测电信号的过程称为传感。它是系统的首要环节。完成这一功能的电子器件称为传感器，其转换步骤为：来自外界

59、的信号传感器电信号。 3.1.2 温度传感器车用温度传感器用来检查发动机冷却液的温度、进气温度和排气温度，作为燃油喷射及点火正时的修正信号。温度传感器有绕线电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式、半导体管式和金属芯式等，其中较为常用的是热敏电阻式温度传感器。热敏电阻式温度传感器由壳体、热敏元件、引线、填料、接线端子等组成。 1壳体；2填料；3接线端子；4引线；5热敏文件；6绝缘管 热敏元件（热敏电阻）是一个电阻器，灵敏度很高，其本身阻值随着温度的变化按照一定的规律变化。热敏电阻按照其阻值随温度变化的关系不同，可分为正温度系数（Positive Temperature Coefficient）和负温度系

60、数（Negative Temperature Coefficient）两种。负温度系数热敏电阻在环境（或介质）温度降低时，其阻值升高；反之，其阻值降低。 3.1.3 空气流量传感器空气流量传感器是测量发动机进气量的装置，它将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（Electronic Control Unit，ECU），作为决定喷油的基本信号之一。它是测定吸入发动机的空气流量的传感器。电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算（控制）喷油量的主要依据。电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式，目前常见的空气