汽车电系课件

1、汽车电系1第一章.汽车电系概述第一节.汽车电系概述1-1-1.现代汽车电系特点(1)现代汽车之电气系统犹如人之神经系统,用来控制汽车各部机件之动作.(2)由于电子、电脑科技之快速发展，汽车电气系统也逐渐的电子、电脑化。本书对于现在仍使用中的传统汽车电气制品有详细之解说外，对于晚近发展之电子化产品，如交流发电机、IC调整器、电晶体与IC火系等亦有深入之介绍,对于最新发展之电脑汽车控制系统也详细介绍,使读者对于现代汽车电学能有整体了解.1-1-2.汽车电系概要(1)一般汽车电系构成之电器实体概要如图5-1-1所示.2驻车灯.转向灯转向灯头灯雾灯驻车灯.转向灯雾灯头灯旗杆灯转向灯自动天线喇叭图 5-

2、1-1 一般汽车电气系统实体图变光开关雾灯开关头灯开关雨刷开关雨刷马达喷水马达火星塞分电盘发电机起动马达电瓶收音机锁钥开关自动防眩镜开关开关煞车灯开关发火线圈发火线圈调整器喇叭开关开关开关转向灯开关加热器室内灯倒车灯煞车灯转向灯油压指示灯牌照灯倒车灯开关煞车灯倒车灯转向灯速度表燃料表保险丝3(4)1870年代末期间开始,尤其进入1980年代后,美、日、欧等国之先进汽车制造厂，已相继推出电脑汽车控制装置，用电脑来控制引擎之混合比、点火时间、怠速转速、二次空气喷射量、排汽再还流量（EGR）外，并能做自动变速箱之变速控制、液体接合器之联结离合器动作、煞车防滑控制等,有些电脑系统更有自己诊断及故障修正

3、装置.(5)汽车电系构成机件甚多,各种电器与各种开关用导线相连接,为便于研究,本书特将汽车电系做如下之类:5汽车电系电瓶引擎电系底盘车身电 系附属电系其他不属汽车电系之汽车电气化产品起动系点火系(柴油引擎无)充电系照明系信号系仪表系雨刷空调装置收音机、电视机其他电动汽油泵电气控制化油器电子控制汽油喷射装置电子控制柴油喷射泵电子控制自动变速箱电流减速器电子防滑装置.（六）汽车电系之组成概要整理如图5-1-2所示，引擎电系如 图5-1-3所示，底盘车身电系如图5-1-4所示。6引擎电系底盘车身电系附属电系电源负荷 车身搭铁电瓶系统电 器 种 类照明系充电系起动系点火系信号系仪表系雨 刷附属电系其他

4、非属汽车电系之汽车电气化产品-发电机、调整器、充电指示装置等.-起动马达、点火开关、电磁开关等.-点火开关、发火线圈、分电盘、火星塞、高压线、点火提前装置等.-头灯、车幅灯、室内灯、仪表灯、灯开关等.-转向灯、煞车灯、喇叭、闪光器等.-速率表、里程表、燃油表、温度表、油压表、指示灯、警告灯等.-开关、雨刷马达、挡风玻璃清洗器等.-汽车冷汽、空调、收音机、电视机、电动车窗、电动座椅、电动天线等.图 5-1-2 汽车电系概要7分电盘图 5-1-3 引擎电系组成图火星塞发电机调整器发火线圈起动马达充电指示灯点火开关电瓶ICAM8第二节.汽车电系各分系简介1-2-1电瓶 电瓶又名蓄电池,为贮存电化学能

5、之装置,相当于蓄水池之功能.起动引擎时供给起动系及点火系等所需之电能,引擎起动后,又能贮存充电系所产生之电能.一般汽车使用12V之电瓶,如图5-1-5所示.1-2-2充电系 (1)充电系之目的是利用引擎部份机械能,经发电机转变成电能,以供给全车电器所需之用电,并将多余的电充回电瓶,以补充在起动引擎时电瓶所消耗之电能. (2)充电系之组成如图5-1-6所示,包括发电机、调整器、充电指示灯或电流表、电瓶等.10充电指示灯调整器点火开关电瓶发电机图 5-1-6 充电系统电瓶充电指示灯调整器点火开关发电机12图 5-1-7 起动系统起动马达电磁开关起动开关电瓶14 (3)起动开关ON时,电磁开关使马达

6、小齿轮与引擎飞轮相啮合,马达才通电接通摇转引擎,引擎发动后,小齿轮会空转或退回以保护马达.马达为汽车上用电最大之电器.1-2-4点火系 (1)汽油引擎在压缩行程后,必须利用高压电火花点燃混合汽引擎才能运转.点火系就是能在适当时间使火星塞跳火,以点燃混合汽之装置. (2)点火系这组成如图5-1-8所示,包括电瓶(发电机)、发火开关、点火线圈、分电盘、高压线、火星塞、外电阻等. (3)电瓶或发电机提供电源,点火开关用以控制点火系低压电路(一次电路),发火线圈将12V之低压电转变成20,000V以上之高压电;分电盘依点火顺序、引擎转速及负荷将高压电在适当时刻送到要点火之汽缸的火星塞上。火星塞使高压电

7、跳过电极间隙间产生火花以点燃混合汽车;外电阻用以保护点火线路,并能使起动及运转时之火花一样强烈.15图 5-1-8 点火系统点火开关发火线圈高压电线火星塞电瓶分电盘161-2-5 照明系 (1)照明系之目的是使汽车驾驶人夜间行驶时,与白天行驶时一样安全,并使其他车辆能了解车子之宽度与高度等. (2)照明系之组成如图5-1-9所示,包括电瓶(发电机）、头灯、小灯开关、变光开关、远光指示灯、尾灯、室内灯、仪表灯、角灯（车幅灯）、保险灯、雾灯等。 (3)头灯为主要照明灯,有远光及近光两种光束,供郊区及市区与会车时使用,灯开关有二段,第一段开小灯亮,第二段开头灯及尾灯亮;变光开关改变远近光束用;保险丝

8、保护电路安全;室内灯供室内照明用;仪表灯提供仪表板照明用;角灯指示车宽与车高,使别人了解车子之大小用;雾灯为黄色灯光,供雾天行驶照明用.1-2-6信号系 (1)信号系之目的在使其他车辆或行人明白自己汽车之动向与企图,如煞车、转弯或有故障等，以作适当之准备，以避免车祸之发生。17图 5-1-9 照明系统角灯雾灯头灯远光指示灯变光器后灯室内灯室内灯开关保险丝板角灯开关电瓶车架(搭铁)仪表板灯灯总开关雾灯开关18图 5-1-10 信号系统煞车灯转向灯转向灯煞车灯开关转向灯开关转向灯转向灯闪光灯车架(搭铁)喇叭电瓶喇叭按钮喇叭继电器保险丝盒 20 （2）仪表系之组成如图5-1-11所示,包括电瓶(发电

9、机)、燃油表、温度表、速率表、路码表、机油压力表、电流表等,现代汽车有些加装了许多警告灯,如油压警告灯、充电警告灯、水箱水量警告灯、煞车油量警告灯、燃油不足警告灯、电解液不足警告灯、煞车蹄片磨耗警告灯等。 （3）燃油表指示油箱中之油存量，以提醒驾驶人做适时之补充；温度表指示引警冷却水之温度；速率表指示行车速率；路码表有全程表及短程表，指示汽车出厂及每次行驶里程；机油压力表指示润滑系之油压；电流表指示电瓶充电电流。各种警告灯在该系统或装置超出安全范围时点亮提醒驾驶人注意，做必要之措施。1-2-8附属电系 （1）附属电系为非汽车所绝对必要之装备，但安装后能提高舒适与操作之便利，愈是高级之车种，车内

10、之附属电器装备愈多。21 （2）一般汽车常用之附属电器有冷气装置、空调装置、AM-FM收音机、放音机、电视机、电动车窗、电动座椅、除雾器、点烟器、冰箱等。 第三节.汽车配线1-3-1汽车配线及线束 (1)要完成电路,我们必须有导线来连接电源及负荷。一部汽车需使用数百公尺之导线来完成各部电气系统之配线，汽车之车身及大梁亦是导体，因此用在电气之搭铁回路上，故汽车电系为单线或搭铁回路系统。 （2）一部汽车通常使用约500公尺之导线。组成约50组之线束（harness), 共有500个以上之个别线接头，才能完成全部电气系统，如图5-1-12（A）所示。23A/C电线束和检验接头搭铁通往冷气和暧气控制门

11、锁继电器侧灯发电机接头水温开关近光灯角灯搭铁搭铁搭铁搭铁搭铁搭铁后点烟器转向灯停车灯远光灯机油压力开关远光灯停车灯近光灯转向灯侧灯角灯喇叭门灯侧灯尾灯门灯后灯电缆电瓶搭铁分电盘门侧柱开关动力窗开关雨刷及洗窗器马达梳妆镜灯起动马达前喇叭动力门锁马达阅读灯搭铁室内灯后喇叭后窗除雾器侧灯尾灯尾灯、煞车灯、转向灯倒车灯牌照灯倒车灯动力门锁开关行李箱灯尾灯、煞车灯、转向灯油箱传送器后点烟器后半身电缆前喇叭动力座椅接头引擎电缆接头接头门侧柱开关动力座椅接头图 5-1-12（A） 汽车中之电线束总成煞车灯动力窗马达前电缆接头动力窗开关和马达动力门锁开关和马达24烟灰缸灯喇叭吸气位警告灯电路吸气感知器溢光灯电

12、热器控制灯后窗除雾器溢光灯油表灯转向机排档灯转向灯喇叭速率表仪表灯雨刷速率表灯远光指示灯头灯开关灯接头后除雾器通保险丝盒煞车松释开关头灯变光器开关煞车灯开关角灯开关转向开关倒车开关省油指示灯点烟器点火开关省油真空油表收音机灯灯接头钟灯前喇叭接头资料箱灯盖开关搭铁天线连线动力线电缆组图 5-1-12（B） 汽车仪表板之电线束总成，包含有41个不同接点26 2、每一电路导线的颜色均由基本色及辅助色组成，有二字母者，前者为基本色，后者为辅助色。如RW，即电线基本色为红色，上面有白色线辅助，用在灯光系统。 （7）松动、腐蚀或更换太细的电线都会增加电压降而使电器作用不良。例如：头灯若增加10%之电压降会

13、使光度减少30%。电动雨刷或车窗马达若增加10%电压降，会使马达转速降低，甚至不转动。 （8）除点火系统二次线路（secondary circuit)外，汽车之电路系统称为低压系统（low-voltage system),一般之工作电压为1214伏特（老式车辆有6V系统，大型货车或巴士则很多使用24V系统）。1-3-2电线之材质 （1）汽车电线一般使用铜质电线，外部覆以绝缘塑胶，用铜质电线导电性佳，柔软，成本低廉。2728 一、单股电线 单股电线柔软性差，在汽车上都是用在电器内部，如发电机、马达、继电器等。电线外部使用亮漆（enamel)做绝缘，俗称漆包线或磁场线（magnet wire)。图

14、5-1-13（A）为交流发电机静子线圈使用之单股漆包线。 二、复股电线 （一）复股电线之芯由很多细电线绞在一起，而形成一根导线，每条复线外面包以颜色塑胶被覆。汽车之低压线皆使用复股电线，芯线愈细则电线之柔软度愈佳。 （二）汽车用复股电线因使用场所不同又有许多不同构造，如图5-1-13（B）所示，图中（1）为塑胶电线；（2）为塑胶编纱电线，能增加电线抵抗摩擦、酸类、油脂之能力；（3）为套管塑胶电线，用在大电流电器；(4)(5)(6)(7)为双线电线，用在双线式电器或作检验线用；（8）为绞绳式电线，用于极大电流电线；(9)为拖车电缆线，内有许多电线，外面再以人造橡皮做被覆，具有更佳之强度及抗高温能

15、力；(10)为拖车用透明电缆线，电缆外面的被覆为透明，能看见内部电线之颜色，以便利检修。30图 5-1-13(A） 单股电线图 5-1-13(B） 复股电线31三、印刷电路 印刷电路系以薄铜片或其他导体印刷在绝缘板上而成，如图5-1-14所示。有些印刷电路夹在两块绝缘板中心增高安全性。印刷电路板用在空间受限制之仪表板上。1-3-4 电线之尺寸 一、概述 汽车电气系统对电阻的改变很敏感，当线路设计或修理时，对电线尺寸的选用非常重要。选用电线必须考虑电线长度及电线号数（wire gauge number)。32图 5-1-14 印刷电路板行李箱盖开警告灯照明灯燃油表温度表电流表照明灯左右油压低警告

16、灯驻车煞车警告灯左方向指示灯右方向指示灯安全带警告灯 远光指示灯电压限制器33 二、电线号数 （1）电线号数代表电线导体的截面积。一般使用最多的电线号规为美国线规（American Wire Gauge, 简称AWG）。但在公制系统之国家，一般直接以导体截面之面积（mm2）表示,如0.5、1.0、1.5、4.0、6.0、等。表5-1-2为一般汽车常用电线号数与公制面积对照表。 （2）AWG之电线截面积是以圆密而（circular mil)表示，1密而（mil)等于千分之一英寸（0.001 in）,圆密而为导线直径以密而计时之平方，例如导体之直径为1/4”（0.25 in）时为250密而，其截面

17、积为62,500圆密而（250密而之平方）。34（三）A WG 之电线号数愈大，截面积愈小；电阻愈大，能通过之电流愈小。（四）12V汽车之低压线一般使用10，12，14，16及18#较多。连接在发电机与电瓶及保险丝间之电源线及头灯等大电流电器间常用10及12#线，其他电器依使用电流大小分别选用14，16，18号线。电瓶到马达及搭铁使用4或6号线；用电较大之车子亦有使用1或2号线者。表5-1-3为12V汽车使用电流、电线长度及应选用电线号数关系。35 （五）电线长度愈长电阻愈大，故需选用号数较小之线。 （六）表5-1-3之电线长度及线号系以铜线为准，如使用铝线截面积要加大，用在6V系统之电线要比

18、12V系统小2号（即面积大2号）。1-3-5 特殊电线一、电瓶线 汽车之起动系统因通过电流大，通常使用特殊之电瓶线（battery cables），图5-1-15所示为各种电瓶线之构造，12V系统一般用4或6号线；6V系统需使用0或1号线；搭铁线常用无绝缘之编织电缆，通常制成扁平状。二、高压线 （一）汽车之点火系统，从点火线圈到分电盘到火星塞之二次电路，因电压很高，因此电线之绝缘必须能耐25，000伏特以上之高电压，因此这种电线常称为高压线（high-tension cables）。3637图 5-1-15 各种电瓶线图 5-1-16 高压线铜线芯碳粉玻璃织维芯38（二）以前高压线之导体均以铜

19、或铜线制成。在1960年代，轿车开始使用非金属之高电阻高压线，高电阻非金属高压线系以碳粉或灌碳粉之玻璃纤维制成，使用高电阻碳高压线之目的有二，第一可以减少高压电放射电子干扰无线电收音机及电视之信号，故又称抑制线（suppression cable）。第二能减少电流量，因而能减少火星塞电极之烧蚀。图5-1-16所示，上图为金属高压线，下图为高电阻非金属高压线。（三）高压线需耐非常高之电压，通常金属线使用厚的合成橡胶做绝缘被覆，有些有二或三层绝缘层，各层间并有玻璃纤维编织保护。近代高性能电晶体点火系统之电压更高，使用高电阻抑制线之绝缘是一种矽绝缘材料（silicone insulation mat

20、erial），能耐更高的电压与温度。（四）一般高压线之外径为7mm ，高性能点火系统用之高压线外径则为8mm。391-3-6 电线连接器与线头一、电线线头 （一）为了使电线接头处之电阻和电压降减到最小，电线的顶端通常需要夹（crimped）或焊（soldered）电线接头或端子（terminal），电线线头之形状及种类甚多，图5-1-17所示为电线线头的形状。 （二）连接到电器上之线头通常为环、钩或叉型，如图5-1-17所示之所示，以便利用螺帽固定在螺丝上。连接两电线用之线头常使用滑动或钮扣式接头，如图5-1-17所示之与及与。二、电线连接器 (一) 将线束与线束连接在一起者称为电线连接器(c

21、onnector plug)。电线连接器使用橡胶(rubber)或塑胶(plastic)制成,将个别电线之金属线头嵌装在内,一个主线束之连接器可有多达40条之个别电线装在一起。公母连接器有一定之定位槽，因此不可能装错方向，如图5-1-18所示。40图 5-1-17 信号系统图 5-1-18 电线连接器41 （二）有一种特殊之电线连接器装在引擎室与车厢之隔壁上，称为隔壁连接器（bulk head connector，or bulk head disconnect），如图5-1-19所示，用以连接隔壁两侧之线束，以防止水或灰尘进入车厢内。三、连接板 另一种多线头连接器称为连接板（junction

22、block），个别电线必须装或塞到此连接板上，为早期车辆所使用。近代车辆因使用连接板在装配线（assembly line）时花费时间，故都已由电线连接器取代。1-3-7 搭铁回路 （一）汽车之电线一般只负责一半之电气回路，另一半之电气回路系由汽车之引擎、大梁及车身来负担，称为搭铁回路（ground path），故汽车电气又叫单线（single-wire）或搭铁回归系统（ground-return system），图5-1-20所示为汽车电器之配线法。 （二）电瓶的一个椿头用一条电线接到引擎或大梁。（车身）上称为搭铁线，电瓶的另一个椿头之一条电线供应全车用电所需电流，称为绝缘线或火线（insul

23、ated or hot cable）。42图 5-1-19 隔壁连接器向前1.雨刷2.雨刷3.煞车灯4.空5.雨刷6.雨刷7.倒车灯8.倒车灯9.挡风玻璃清洗器10.紧急灯11.右转向灯12.喇叭13.左转向灯14.远光灯15.近光灯16.转速表17.点火开关18.空19.点火开关20.电流表21.电流表22.空23.点火开关24.空25.头灯开关26.点火开关27.头灯开关28.空调鼓风机29.油压表30.空31.空调离合器32.温度表43 （三）为确保搭铁回路之良好，在引擎与大梁（车身）间常再用一条电瓶线连接。汽车有许多电器系安装在塑胶制零件上，此类电器必须另有搭铁线连接到良好搭铁处，使电

24、气能正常工作。 （四）电瓶之负极接到搭铁的称为负极搭铁车，或叫正极性车（positive polarity），一般现代12V系统小型车采用。电瓶之正极接到搭铁的称为正极搭铁车，或叫负极性车（negative polarity），部分6V系统及重型车辆使用。电瓶安装时极性必须正确，否则会使部分电器产生严重损坏。44图 5-1-20 单线式配线调整器火线点火开关起动开关引擎、大梁（车身）、搭铁发电机起动马达电瓶发火线圈分电盘火星塞45第四节 汽车电器符号及电路图 1-4-1 汽车电器符号 汽车之电路相当复杂，各项电器甚多，因此电路图上均以符号来表示，但各国汽车厂所使用之符号并不完全相同。美、日、英等国使用者较相近，德国与欧陆