第六章照明及信号系统

汽车电器设备

第六章照明与信号系统第六章照明设备与信号装置第一节照明设备第二节信号装置第三节报警装置

一.汽车照明设备的作用为车前及车内提供充分可靠的照明，及通过不同色泽的发光标志显示汽车工作状况，从而向其它车辆、行人传达信息。汽车照明装置的种类1.照明灯2.信号灯第一节照明设备1)前照灯①作用：用于夜间或光线昏暗路面上汽车行驶时的照明，装于车头，也称为大灯或头灯，功率为40-60W。②国家规定：机动车前照灯必须具备远光和近光两种照明方式，并可通过变光装置转换。当前照灯由远光变为近光时所有远光灯须同时熄灭。2)雾灯①作用：用于雾、雪、暴雨或尘埃等恶劣条件下汽车行驶时的照明，装于车头和车尾。②分类：前雾灯、后雾灯。③特点：因黄色光波较长，穿透性好，故一般用黄色光源。功率为35-55W。第一节照明设备3)示宽灯俗称小灯，标示汽车的宽度。4)尾灯装在汽车尾部，夜间行驶时，警示后面的车辆。5)倒车灯①作用：装于汽车尾部，当变速器挂入倒车挡时，自动照亮车后侧，同时警示后方车辆行人注意安全。②特点：光色为白色光源，功率一般为21W。

第一节照明设备6)牌照灯作用：用于汽车夜间行驶时照亮尾部的牌照，装于汽车牌照的上方或两侧。功率为5-15W。要求：其亮度应保证在25m以外能认清牌照号码。7)驻车灯(手制动灯)①作用：装于车头和车尾两侧，要求从车前和车后150m远处能确认灯光信号，夜间驻车时，将驻车灯接通以标志车辆形位，此时仪表照明灯、牌照灯并不亮，以减少电池的电能消耗。②光色：车前光色为白色，车尾光色为红色。第一节照明设备8)仪表灯装在仪表板上，用来照明仪表。9)顶灯(室内灯)作用：用于夜间或光线昏暗时汽车车内的照明。装于驾驶室和车厢顶部，用相应的专门开关控制，也有用门开关进行控制，关车门后需车内照明时，由专门开关控制。功率为5-8W。10)其他辅助用灯。第一节照明设备1、对汽车前照灯的基本要求1）夜间车前应有明亮均匀的光照，驾驶员能辩明车前100m以内路面的障碍物。目前汽车前照灯照明距离已达200—250m。2）具有防眩目装置，避免因灯光眩目造成会车事故。3）光束横向应有一定的散射宽度，以便直行时能看清车身侧面运动物体及转弯时的照明需要。4）满载时，照明效果不应因车灯高度变化而下降。二.前照灯2、前照灯的光学系统1）.反射镜(1)作用：最大限度地将灯泡发出的光线聚合成强光束，以增加照射距离。(2)结构：由薄钢板经冲压而成，为旋转抛物面形状，内表面镀银、铝或铬后再抛光。目前多用真空镀铝。银镀层反光率为90—95%，易擦伤、硫化变黑、成本高。铬镀层反光率为60-62%，铝镀层反光率为94%。目前，真空镀铝被广泛采用。(3)效果：如50W灯只能照亮前方6m左右路面，加反射镜后可照亮前方150m以上路面，其部分光线是直接向前散射的，散射向侧方和下方的光线可照明车前5-10m的路段。第二节前照灯2）.散光玻璃(配光镜)①作用：装于反射镜之前，可将反射光束扩散分配，扩大光照范围，均匀光照强度。②结构：透明玻璃压制而成，是许多块棱镜和透镜的组合体。3）.灯泡(1)充气灯泡1)电压：6、12、24V。2)功率：国产灯泡远光45—55W，近光30—40W。3)灯丝：双灯丝，功率较大(粗)的为远光灯丝，功率较小(细)的为近光灯丝。4)材料：钨丝。灯内抽真空充满氩、氮混合惰性气体(受热膨胀，增压-减小钨丝蒸发，提高寿命，且增压升温-使发光率高)。5)形状与作用：螺旋状，以利于聚光。6)安装定位：通过插头、插座定位装配，保证远光灯丝位于抛物面的焦点，近光灯丝在焦点的前上方。（2）卤钨灯泡—在惰性气体中渗入碘、氯、氟、溴等卤族元素。防止了钨丝的蒸发和灯泡的黑化现象。灯泡玻璃耐高温、高强度，且灯泡内的充气压力较大，工作温度高，可更有效地抑制钨的蒸发量，延长使用寿命，提高发光效率。在相同功率的情况下，卤钨灯泡的亮度是充气灯泡的1.5倍，使用寿命是充气气泡的2—3倍。3、前照灯的防眩目性1）眩目现象：强光突然射入眼睛时会刺激视网膜，眼睛因瞳孔来不及收缩而看不清物体，这种现象叫眩目。2）预防：采用防眩目双丝灯泡-对称型配光经反射后的近光光线大部分射向车前的下方，所以可避免对方驾驶员眩目。

(2)采用带遮光罩的双丝灯泡为了克服上述缺陷，在近光灯丝的下方装有遮光罩。当使用近光灯时，遮光罩能将近光灯丝射向反射镜下部的光线遮挡住，无法反射，提高防眩目效果。目前广泛使用，如图所示。

(3)采用非对称光制式防眩灯这是一种新型的防眩目前照灯，安装时将遮光罩偏转一定的角度，使其近光的光形分布不对称，将近光灯右侧光线倾斜升高15度，如图所示。4、前照灯分类1)按数目分①两灯制：两前照灯均用双丝灯泡，为远光和近光双光束灯。②四灯制：外侧的一对用双丝灯泡，为远近双光束灯；内侧的一对为远光单光束灯。2)按安装方式分：外装式、嵌入内装式。3)按结构分：半封闭式、全封闭式。封闭式前照灯半封闭式前照灯①半封闭式前照灯：配光镜靠卷曲反射镜周缘牙齿而紧固在反射镜上，两者之间垫有橡皮密封圈，拆卸灯泡只可从反射镜后方进行。更换时，先拔下灯泡上的插座，取下密封罩、弹簧，即可取下灯泡；安装灯泡时，在灯泡上不能留下污迹，特别是在更换卤钨灯泡时，因受皮肤脂肪沾污过的玻璃壳，会大大缩短玻璃壳使用寿命，所以拿灯泡时只应拿基座，整理库存灯泡时亦应如此。半封闭式前照灯拆卸时不必拆下光学组件，维护方便，但封闭性能不良。②封闭式前照灯(真空灯)a.其灯丝焊在反射镜底座上，反射镜与配光镜融合为一体，形成灯泡，里面充入惰性气体。b.当封闭式前照灯灯丝烧坏后，需要更换整个灯芯。c.更换时，先拔下灯脚与线束的连接插座，然后拆下灯圈，即可取下灯芯。安装灯芯时，应注意配光镜上的标记(箭头或符号)，不应出现倒置或偏斜现象。d.封闭式前照灯完全避免了反射镜的污染，但成本较高。

三、灯光开关与前照灯电路照明系统的大部分电路是由灯光开关来控制的，最常用的灯光开关一般有Off(关闭)挡、Park(小灯)挡和Head(前照灯)挡三个挡位。对大部分车来说，灯光开关上的两个相线接线柱与蓄电池正极直接相连，灯光电路不受点火开关控制，即点火开关在Off挡时，灯光开关也能开、闭照明电路。灯光开关可以装在仪表板上，也可装在转向柱上。三、灯光开关与前照灯电路灯光开关在Off挡时，关断所有的灯泡电路；在Park挡时，通过接线柱3接通小灯、尾灯、牌照灯和仪表灯；在Head挡时，通过接线柱2接通前照灯电路，Park挡电路继续接通；仪表灯的亮度调节旋钮是由一个变阻器组成的，可单独安装在仪表板上，也可安装在灯光开关上。在灯光开关上有两个火线接线柱1和5，分别给前照灯电路和小灯电路供电，防止当一个电路出现断路故障时，全车灯均不亮。三、灯光开关与前照灯电路前照灯电路由灯光开关、变光开关、远光指示灯和前照灯等组成。灯光开关和变光开关都不搭铁，而是采用灯丝搭铁，且前照灯都是并联的，这样可防止一个灯丝烧断导致全车前照灯不亮。一、解放CAl092汽车照明系统电路车灯开关为拉杆式，拉到I挡时接通仪表灯14、示廓灯13电路；拉到Ⅱ挡时，前照灯继电器3的磁化线圈通电，前照灯继电器3的触点闭合，然后电流由前照灯继电器3到变光开关11，控制远光灯10和近光灯12，同时，仪表灯、小灯电路继续接通。车灯开关不拉出时，旋转拉钮，可接通顶灯16。设置了多个熔断器和保护车灯开关的前照灯继电器3。照明系统电路实例前照系统电路实例二、桑塔纳轿车照明系统电路(1)桑塔纳轿车的前照灯23直接由车灯开关4控制，车灯开关4在Ⅱ挡时，通过变光开关2进行远光和近光变换控制。此外，超车时远光灯还可由超车灯开关2直接控制。(2)雾灯继电器8由车灯开关4的I挡控制。前、后雾灯开关19的电源来自中间继电器5控制的大功率火线。雾灯开关19的I挡接通前雾灯20的电路，Ⅱ挡同时接通前后雾灯的电路。(3)牌照灯6由车灯开关4控制，在车灯开关I挡或Ⅱ挡时都接通。(4)前顶灯10和行李箱灯9由门控开关控制，当行李箱或车门打开肘，就会接通行李箱灯或顶灯电路。(5)仪表、时钟、点烟器、后风窗除霜器开关、空调开关、雾灯开关等的照明灯也均由车灯开关控制。当车灯开关在I挡或Ⅱ挡时，上述照明灯均被接通，其亮度可通过仪表板上的仪表灯调节电阻7进行调节。四、危险报警信号电路危险报警电路一般由左、右转向灯，闪光器，危险报警开关等组成。当危险报警开关闭合时，左、右转向灯同时闪烁。当危险报警开关闭合时，危险报警信号电路为：蓄电池正极→危险报警开关3→闪光器2→危险报警开关3→转向信号灯及转向指示灯5→搭铁，这样转向信号灯及仪表板上的转向指示灯同时闪烁。报警信号灯开关第二节信号装置一、灯光信号装置

1.转向及危险警告灯信号作用：汽车转向信号灯主要用来指示车辆行驶方向。其灯光信号采用闪烁的方式，用来指示车辆左转或右转，以引起其他车辆和行人的注意，提高车辆的安全性。我国交通法规对转向信号灯的使用有明确的规定，并且还规定汽车在行驶中，如遇危险情况，可使前后左右四个转向灯同时闪烁，作为危险报警信号，请求其他车辆避让。转向信号灯电路系统由转向和报警两部分电路组成，一般都是共用一个闪光器，用转向开关和危险报警开关分别进行控制。组成：转向信号灯电路主要由转向信号灯、闪光器、转向灯开关等组成。型式：转向信号灯是由闪光器控制的，常见的闪光器有

A.电热丝式

B.电容式

C.翼片式

D.电子式等。特点：A.热丝式闪光器结构简单、成本低，但闪光频率不够稳定、使用寿命短、信号明暗不明显，现已被淘汰；B.电容式和翼片式闪光器闪光频率较为稳定，翼片式闪光器还具有结构简单、体积小、工作时伴有响声可起监控等特点；C.电子式闪光器具有性能稳定和工作可靠的特点，目前已广泛应用。第二节信号装置a.电容式闪光器1.组成：主要由一个继电器和一个电容器组成。2.原理：是利用电容器充、放电延时特性，使继电器的两个线圈产生的电磁力时而相加，时而相减，使触点周期性地打开或关闭，形成转向信号灯闪烁。第二节信号装置a.电容式闪光器3.工作过程：(1)当转向灯开关8打到左侧后，串联线圈3有电流通过，电流从蓄电池正极→串联线圈3→触点1→转向灯开关8→左转向信号灯9及左转向指示灯→搭铁→蓄电池负极，形成回路。此时并联线圈4和电容器7被触点1短路，而串联线圈3产生的电磁力大于弹簧片2的弹力使触点1张开，因此左转向信号灯9处于暗的状态。第二节信号装置a.电容式闪光器3.工作过程：(2)触点1打开后，蓄电池经串联线圈3、并联线圈4及左转向信号灯9向电容器7充电，其充电电流由蓄电池正极→串联线圈3→并联线圈4→电容器7→转向灯开关8→左转向信号灯9及左转向指示灯→搭铁→蓄电池负极，形成回路。第二节信号装置a.电容式闪光器3.工作过程：(3)由于并联线圈4的电阻值较大，电路电流很小，故右转向灯信号仍处于暗的状态。同时由于充电电流通过串联线圈3、并联线圈4所产生的电磁力的方向相同，触点1仍保持打开。随着电容器7的充电，电容器7两端电压升高，其充电电流逐渐减小，两线圈的电磁力也减小，于是触点1又重新闭合。第二节信号装置a.电容式闪光器3.工作过程：(4)触点1闭合后，经左转向信号灯9的电流增大，左转向信号灯及左转向指示灯变亮，电路为：蓄电池正极→串联线圈3→触点1→转向灯开关8→左转向信号灯9及左转向指示灯→搭铁→蓄电池负极，形成回路。同时，电容器7通过并联线圈4和触点1放电，其放电电流通过并联线圈4所产生的磁场方向与串联线圈3的磁场方向相反，电磁力相互抵消，触点1继续闭合，左转向信号灯仍亮。第二节信号装置a.电容式闪光器3.工作过程：(5)随着放电电流的逐渐减小，并联线圈4产生的磁场逐渐减弱。当两线圈的电磁力总和大于弹簧片的弹力时，触点张开，灯光又变暗，周而复始，触点不断地开闭，使左转向信号灯和左转向指示灯发出闪光。灭弧电阻5与触点1并联，用来减小触点火花。第二节信号装置b.翼片式闪光器翼片式闪光器是利用电流的热效应使热胀条通电时热胀、断电时冷缩，通过翼片产生变形动作来控制触点开闭。据热胀条受热情况不同，分为直热式和旁热式两种。1.直热翼片式闪光器接通转向灯开关7时，转向信号灯9通电，通路为：蓄电池正极→闪光器接柱B→翼片2→热胀条3→动触点4、静触点5→闪光器接柱L→转向灯开关7→转向信号灯9和转向指示灯8→搭铁→蓄电池负极，转向信号灯9变亮。第二节信号装置b.翼片式闪光器1.直热翼片式闪光器此时，热胀条3因通电受热而伸长，当热胀条3伸长至一定长度时，翼片2突然绷直，使触点断开，转向信号灯困电流被切断而熄灭；同时，热胀条3由于断电而逐渐冷却收缩，至翼片2弯曲成弓形，触点又闭合，接通了电路，转向信号灯9变亮。如此交替变化，使转向信号灯9闪烁。驾驶员可从闪光器工作时突然伸直和弯曲发出的弹跳声，知道“闪光器在工作”。第二节信号装置b.翼片式闪光器2.旁热翼片式闪光器（1）原理：旁热翼片式闪光器与直热翼片式不同的是热胀条1由绕在其上的电热丝2通电后产生的热量加热，故称旁热翼片式。电热丝2的一端焊在热胀条1上，另一端则与静触点5相连。（2）工作过程1）接通转向灯开关8时，电路为：蓄电池正极→闪光器接线柱B→电热丝2→闪光器接线柱L→转向灯开关8→转向信号灯9→搭铁→蓄电池负极。因电热丝2的电阻较大，电路中电流较小，故转向信号灯9是暗的。第二节信号装置b.翼片式闪光器2.旁热翼片式闪光器（2）工作过程：2）电热丝2通电产生的热量使热胀条1受热伸长，翼片6便在自身弹力作用下伸直而使常开触点闭合。电路为：蓄电池正极→闪光器接线柱B→翼片6→触点4、5→闪光器接线柱L→转向灯开关8→转向信号灯9→搭铁→蓄电池负极。电热丝2被触点短路，电流增大，转向信号灯变亮。第二节信号装置b.翼片式闪光器2.旁热翼片式闪光器（2）工作过程：3）同时，由于电热丝2被短路，热胀条1逐渐冷却收缩，拉紧翼片6，使触点再次打开，转向信号灯变暗。周而复始，使转向信号灯9闪烁。第二节信号装置c.电子式闪光器分为有触点与无触点两种。1.有触点电子式闪光器较为简单的有触点电子式闪光器工作原理：（1）接通转向灯开关3时，电流由蓄电池正极→点火开关→R1→闪光器常闭触点→转向灯开关3→转向信号灯2及转向指示灯→搭铁→蓄电池负极。由于R1阻值较小，电路电流较大，故转向信号灯2亮。同时因R1上压降使晶体管VT的发射结因正向偏置而导通，继电器线圈有电流通过，使继电器的触点张开，转向信号灯2迅速变暗。第二节信号装置c.电子式闪光器1.有触点电子式闪光器（2）触点打开后，电容器C被充电，充电电流从蓄电池正极→点火开关→R1→R2→C→R3→转向灯开关3→转向信号灯2及转向指示灯→搭铁→蓄电池负极。由于充电电流很小，故转向信号灯2仍暗。随着C充电的进行，VT的基极电位逐渐提高，当VT发射结两端电压小于VT导通所需的正向偏置电压时，VT截止，通过继电器线圈的电流截止，触点闭合，转向信号灯2又重新变亮。第二节信号装置2.行车制动信号灯制动信号灯安装在汽车的尾部，当汽车制动时，红色信号灯亮，给尾随其后的车辆发出制动信号，以避免造成追尾事故。目前在一些发达国家，还规定了轿车必须安装高位制动信号灯，它装在后窗中心线、靠近窗底部附近。这样当前后两辆车靠得太近时，后面汽车驾驶员就能从高位制动信号灯的工作情况，判断前面汽车的行驶状况。安装高位制动信号灯对于防止发生追尾事故，有相当好的效果。思考：制动信号灯什么时候才会亮？踩制动踏板到什么位置制动信号灯才会亮？制动信号灯开关制动信号灯由制动信号开关控制，常见的制动信号灯开关有以下几种情况。(1)液压式制动信号灯开关1）安装：液压制动主缸的前端，或制动管路中。2）过程：踩制动踏板时，制动系统压力增大，膜片2向上弯曲，接触桥3同时接通接线柱6和7，制动灯通电发亮；松开制动踏板时，系统压力降低，接触桥3在回位弹簧4的作用下复位，制动灯电路被切断而熄灭。第二节信号装置(2)气压式制动信号灯开关1）安装：通常被安装在制动系统的气压管路上。2）过程：制动时，制动压缩空气推动橡胶膜片向上弯曲，使触点闭合，接通制动信号灯电路。第二节信号装置3.倒车灯与倒车报警器(1)作用：倒车时提醒行人及其他车辆驾驶员，以保证倒车安全。由变速器盖上的倒车报警开关(倒车开关)控制。(2)倒车报警器开关的构造与原理：1）构造：钢球、壳体、膜片、触点、弹簧、保护罩、金属盘等。第二节信号装置2）原理：当变速杆置于倒车位置时，倒挡叉上的凹槽对准钢球，使钢球松开，在弹簧的作用下，膜片和金属盘向下移动，使触点闭合，从而接通倒车报警电路，使倒车灯亮，倒车报警器也同时发声。第二节信号装置1.喇叭☉汽车喇叭的作用：发出声响信号提醒行人和其他车辆驾驶员。☉汽车喇叭的分类：→气喇叭：利用气流使金属膜片振动而发出声音，其外形为筒形，多在配有气压制动的载货汽车上使用。→电喇叭：用电磁力使金属膜片振动而发出声音，广泛用于各种类型的汽车和其他运输车辆上。二.声响信号装置☉电喇叭的外形种类：筒形、螺旋形（蜗牛形）和盆形三种。☉特点：→筒形喇叭：以扬声筒作为共鸣辐射体，其音响效率高，音色清晰，但占用空间大。→螺旋形（蜗牛形）喇叭：与筒形喇叭原理完全一样，性能十分相近，音色优美，而占用空间较小。→盆形喇叭：体积小，质量轻，方向性好，噪声小。（1）盆形电喇叭1.组成：螺管形电磁铁、线圈等。2.工作过程：当按下喇叭按钮时，线圈通电磁化铁芯，从而吸动铁芯带动膜片拱曲变形，并激励与膜片一体的共鸣板产生共鸣，发出比基本频率强得多且分布又比较集中的谐音。（2）电喇叭的调整1.音调调整：（1）原理：通过改变衔铁的振动频率来改变音调。减小衔铁与铁芯间的间隙可提高音调，反之则降低音调。（2）方法：打开电喇叭后盖，旋松锁紧螺母11，将下铁芯向下或向上拧动，即可改变上下铁芯的间隙大小，进而调整音调。（3）标准：间隙值一般为0.5—1.5mm。（4）要求：间隙应均匀且不能过大或过小，以免无声或有杂音，调后应拧紧锁紧螺母。2.音量调整：（1）原理：通过改变流过喇叭线圈的电流来改变喇叭的音量。电流越大音量亦越大，反之，音量越小。（2）方法：旋松锁紧螺母，将调整螺钉8向上或向下调整，以增大或减小触点7的接触压力，改变触点间的接触电阻的大小，从而改变通过线圈电流的大小。（3）要求：调整结束后，拧紧锁紧螺母。2.倒车蜂鸣器与语音倒车报警器

汽车倒车时,为了警告车后的行人和车辆驾驶员,在汽车的后部常装有倒车灯、倒车蜂鸣器或语音倒车报警器,它们均由装在变速器盖上的倒车开关自动控制。当把变速杆拨到倒挡时,

倒车开关触点闭合,于是倒车灯、倒车蜂鸣器或语音倒车报警器便与电源接通,使倒车灯点亮、蜂鸣器发出断续的鸣叫声。倒车报警器线路及工作过程当倒车开关接通时，蓄电池电流将流过L1，同时也通过线圈L2对电容进行充电，因流经两线圈的电流产生的磁力方向相反，相互抵消，致继电器触