电子电气基础

《汽车电气设备构造与检修》

期中复习提纲项目一：电子电气基础一、 特殊电阻在汽车上的应用1、 热敏电阻热敏电阻是电阻式温度传感器的一种。一般把金属氧化物陶瓷半导体材料经形成、烧结等工艺制成的测温元件称为热敏电阻｛有一部分热敏电阻由碳化硅材料制成｝。在工作温度范围内，其电阻值随温度升高而增加的热敏电阻称为正温度系数（PTC）热敏电阻。在工作温度范围内，其电阻值随温度增高而降低的热敏电阻称为负温度系数NTC）热敏电阻。在汽车上，NTC用来做冷却水温传感器、进气温度传感器、排气温度传感器及车内外温度传感器等。热敏电阻式湿度传感器可用于汽车风窗玻璃的防霜、发动机上化油器进气部位空气湿度的检测以及全自动空调车的车内相对适度的检测。在汽车上装有很多热敏电阻式温度传感器，常用于检测冷却水，机油温度，其中用的最多的是水温表和水温传感器。2、 压敏电阻压敏电阻是根据半导体材料的非线性特性制成的。当两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻的电阻值接近无穷大，内部几乎无电流流过；当两端所加电压略高于标称额定电压时，压敏电阻器将迅速击穿导通，并由高阻状态变为低阻状态，工作电流也急剧增大。当两端所加电压低于标额定电压值时，压敏电阻器又恢复为高阻状态；当两端所加电压超过最大限制电压值时,压敏电阻器将完全击穿损坏，无法再自行恢复。压敏电阻传感器在汽车上最常见的是半导体压敏电阻式进气压力传感器和电阻应变计式碰撞传感器。3、 光敏电阻光敏电阻是利用半导体的光导致电特性制成的。在受光时，半导体受光照产生载流子，由一电极到达另一电极，有效地参与导电，从而使光导体的电阻率发生变化。光照强度越强，则电阻小。二、 电容基础知识电容器作为基本电子元件在汽车电路中应用很广，作为单体元件应用的典型例子就是传统点火系统中分电器上的电容器。在点火过程中，与分电器触点并联的电容器具有重要作用。二、电感基础知识在汽车中，发电机利用磁场产生电场发电使电器系统工作，启动机利用电场变化产生磁场力变化而运转，磁和电密切相关，许多电学的定律也适用于磁学。电感线圈在汽车上的应用：在车内，尾灯、牌照灯及停车灯的灯丝是否断开是无法确认的，而电流传感器就可用于检测灯丝是否短路。在电流线圈的周围绕有电压线圈，在线圈中间设有点火开关，电压线圈的功用是防止电压变化时引起传感器的误动作。四、特殊二极管及其在汽车上的应用除了普通的二极管以外，在汽车上还用到一些特殊的二极管如稳定压二极管，发光二极管和光电二极管。1、 稳定二极管：在汽车电路由于各个电器总成或元件的工作电流比较大，使汽车电源系统的电压出现波动，在汽车的仪表电路和一部分电子控制电路中，一些需要精确电压值的地方经常利用稳定管来获取所需的电压。就是利用稳定管为汽车仪表提供稳定电源的电路，稳压管与电阻串联而与仪表并联。2、 发光二极管：在汽车电路中发光二极管比较常见，主要应用在仪表板上指示信号灯或者报警信号灯。比如液体液面过低，制动蹄片过薄，制动灯，尾灯，前照灯等烧坏，这时相应的相应对俄发光二极管管就会被接通发光，发光报警指示。3、 光电二极管：利用光电二极管制成的光灯传感器，可以把非电信号变为典型号，用来控制其他电子元器件。汽车上的许多传感器就是利用光电二极管制成的，例如汽车自动空调系统的日照光传感器就是一个光电二极管。日照强度传感器能把太阳的照射情况转换成电流的变化，车内自动空调ECU对这种变化进行检测，来调成排风量和排风口温度。光电二极管作为光传感器还被应用汽车灯光自动控制器中，用来检测车辆周围亮暗程度。四、 三极管在汽车电子电路的应用三极管开关电路在汽车电路中的应用非常广泛，最常见的是电子电压调节器，电子点火器以及各种信号报警电路等。汽车电路电路中包含很多信号报警电路，基本原理都是通过监控一个点的电位变化，来控制三极管的导通或截止，发出声音或光来报警。五、 品闸管基础知识品闸管是品体闸流管的简称，又可称作控硅整流器，以前被简称为控硅。项目二：汽车电器系统的组成与特点一、 汽车电气系统的组成1、 电源系统：电源系统包括蓄电池、交流发电机调节器，其中发电机为主电源，发电机正常工作时，由发电机向全用电设备供电，同时给蓄电池充电，蓄电池的主要作用是发动机启动时向启动机供电，同时辅助发电机向用电设备供电。调节器的作用主要是使发电机的输出电压保持恒定。2、 用电设备包括直流电动机、传动机、控制装置。其作用是用于启动发动机。其任务是产生高压电火花，点燃汽油机发动机气缸内的混合气。照明系统，包括汽车内外各种照明灯及其控制装置。用来保证夜间行车安全。信号系统，包括喇叭、蜂鸣器、闪光器及各种行车信号标识灯。用来保证车辆运行时的人车安全。仪表系统，包括各种电器仪表(电流表、电压表、机油压表、温度表、燃油表、车速及里程表、发动机转速表等)用来显示发动机和汽车行驶中有关装置的工作情况。辅助电器系统、包括电动刮水器、空调器、低温启动预热装置、收录机、点烟器、玻璃升降器等。电子控制系统、包括电控燃油喷射装置、电子点火装置、制动防抱死装置、自动变速器。二、 汽车电气系统的特点1、电线制(俗称搭铁)用电设备到电源只需另设一根导线。采用电线制不仅可以节省材料（铜导线），使电路简化，而且便于安装和检修，降低故障率。但在一些不能形成可靠的电气回路或需要精确电子信号的回路仍采用双线。2、 负极搭铁：所谓搭铁，就是采用单线制时，将蓄电池的一个电极用导线连接到发动机或底盘灯金属车体上。3、 两个电源：所谓两个电源，就是指蓄电池和发电机两个电电源。蓄电池是辅助电源，在汽车未运转时向有关用电设备供电；发电机是主电源，当发动机运转到一定转速后，发电机转速达到规定的发电转速，开始向有关用电设备供电，同时对蓄电池进行充电。4、 用电设备并联5、 低压直流供电：汽车电气设备采用低压直流供电，柴油车大多采用24V直流电压供电，汽油车大都采用12V直流电压供电。项目三：系统发展与展望（了解内容）为了适应交通运输现代化发展的需要，对汽车提出了高速、灵活、专用、可靠、自动、安全、省油和减少废气污染等方面的要求。随着电子工业的发展，电子技术在汽车上的应用日益广泛，汽车电子装置的新产品不断涌现，特别是微型计算机的应用，极大地推动了汽车工业的发展，同时也给汽车的控制装置带来了巨大的变革。例如，MF铅蓄电池的推广应用，不仅大大延长了铅蓄电池的使用寿命，而且在使用中无需维护，自放电少。硅二极管整流的交流发电机现已普遍用于各种车型电子点火装置已在发达国家普及，我国也已在推广应用电控然油喷射系统，计算机控制的防抱死制动系统、自动变速系统、导航计程、自动检测、故障自动诊断等新技术已用现代汽车在仪表、照明、信号以及防爆。报警、取暖、通风、抗十扰等方面的电器设备更显示其小巧灵活、可靠、自动的优越性。汽车电器将向更轻量化、小型化、自动化的方向发展，其使用寿命和性能也将进一步提高。电子技术在解决汽车面临的能源、安全、污染等问题方面正起这极其重要的作用。电子技术不仅用来改善和提高传统汽车电器的性能、降低成本、实现传统汽车电器的电子化，而且大大地丰富了汽车电器的内容，实现了汽车电器的全面创新。汽车的机械结构将发生重大变化，汽车的各种操作系统向电子化和电动化发展，实现“线操控"，用导线代替原来的机械传动机构，例如“导线制动”、“导线转向"、“电子油门"等。汽车供电系统也将由12V向42V转化。汽车电子技术的应用将使汽车更加智能化。智能汽车装备有多种传感器，能够充分感知驾驶者和乘客的状况、交通设施和周边环境的信息、判断乘员是否处于最佳状态、车辆和人是否会发生危险，并及时采取对应措施。重视安全与环保是未来汽车发展的大趋势。在安全方面，除了人们所熟知的防抱死制动系统、安全气囊、牵引力控制系统等外还着眼于雷达防撞系统、汽车故障自诊断系统和卫星导航系统以及智能汽车的开发。监视驾驶员在驾车中是否精神集中；自动分配汽车前照明和变光；驾驶员导航；碰撞缓冲；改进车身设计，以利于驾驶员在紧急情况下迅速离开；无线电通讯报警；大规模采用轻型环保材料以节省油耗。环保和节能往往联系在一起，成为汽车工业永恒的课题。21世纪初美国美洲豹汽车公司研制出一种汽车自动调速系统。当汽车与汽车间的距离太近时，这钟系统可使汽车减速，从而确保汽车之间保持安全的距离；当有人超车时，该系统可调节车速以与超车的汽车保持安全距离，并可以校正转向盘以保证汽车在指定的车道内行驶。环保和节能能往往联系在一起，成为汽车工业永恒的课题。21世纪初美国美洲豹汽车公司研制出一种汽车自动调速系统。当汽车与汽车间的距离太近时，这种系统可使汽车减速，从而确保汽车之间保持安全的距离；当有人超车时，该系统可调节，并可以校正转向盘以保证汽车在指定的车道内行驶。未来汽车也是一个可以移动的办公室。随着信息时代和信息高速公路的发展，汽车的通讯功能已不只限于收听广播和车载电话通话，还能显示信息和日程表、阅读或发送电子邮件和传真、收看天气预报和股市行情、访问互联网络。人们在车内将能使用到办公室的一切，例如数据库、电话号码、通讯录、约会记录、笔记本、参考资料、寻呼机、计算器以及银行业务等。世界各大汽车公司已把主攻方向转向以微电子技术和信息技术为代表的高新技术，开发研制各种新车型，以此占领技术制高点。项目四：蓄电池一、 蓄电池的结构与原理1汽车上装有蓄电池和发电机两个直流电源，其中蓄电池为辅助电源，发电机为主电源。蓄电池时汽车上的两个电源之一，它是一种可逆直流电源。蓄电池的作用：启动发电机时，蓄电池箱启动系和相关用电设备的供电。当发动机低速运转，发电机发出电压低于蓄电池的电压时，由蓄电池向用电设备供电。当发动机中、高速运转，发电机发出电压高于蓄电池的电压时，蓄电池将发电机剩余电能储存起来。当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用用电设备供电。蓄电池还相当于一个较大的电容器，能吸收电路中随时出现的瞬时过压电，以保护品体管元件部被击穿损坏。蓄电池的选用和选用其他汽车外购件一样，先选“型"，再选号“号”。选用汽车蓄电池，首选药启动型，再选电压和容量，主要根据起动机要求的电业和容量选择，一般应满足连续启动三次以上的要求。每车尽量选用一个蓄电池，实在不行，才选用两个蓄电池。若电压不够，则采用两个蓄电池串联，每个蓄电池的电压为总电压的1/2,但是新近蓄电池不能混用。二、 免维护蓄电池免维护蓄电池又称MF蓄电池，免维护是指在汽车合理使用期间，不需要对蓄电池进行加注蒸馅水、检测电解液液面高速、检测电解液密度等维护作业。三、 蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性主要包括静止电动势、内阻、充电特性和放电特性。1、 蓄电池的静止电动势内阻：蓄电池的内阻是指极板电阻、电解液电阻、隔板电阻、联条和极桩电阻的综合。蓄电池内阻的大小反映了蓄电池带负载的能力。在相同条件下，内阻越小，输出电流越大，负载能力就越强。总而言之，汽车用蓄电池的内阻很小，因此能够提供强大电流来启动发动机。四、 蓄电池的正常使用1、 蓄电池的日常使用与维护在蓄电池的日常使用和维护中应努力做到：(1)放完电的蓄电池应在24h内送到充电室充电；蓄电池每两月至少应补充充电以此。(2)不连续使用启动机，每次启动的时间不得超过5s,如果以此未能启动发动机，应休息15s以上再作第二次启动，连续三次启动不成功，应查明原因，排除故障后再启动发动机。(3)应经常清除蓄电池表面的灰尘污物，保持蓄电池表面清洁、干■燥。2、 拆卸、安装蓄电池应注意的事项从汽车上拆卸蓄电池时，应先拆塔铁电缆，后拆启动机电缆，拆卸时若发现蓄电池接线柱螺栓锈蚀难以取出，切莫用锤或敲打，以避免极桩断裂、极板活性物质脱落。可用热水冲洗后，拧开螺栓，用桩头拉器拉出。往车上装蓄电池时，应认清正负极，保持负极搭铁。应先接启动机电缆，再接搭铁电缆，以防扳于搭铁引起强烈火花。安装电缆端子时，应先用细砂纸或专用清洁接线柱及电缆端子。连接接线柱夹头时，螺栓螺母的螺纹应先涂凡士林或润滑脂，以防氧化生锈，便于以后拆卸。如接线柱小而夹头大，需要垫衬垫时，最好用铅皮或铜皮，并且只垫半圈。若整圈，易氧化腐蚀而接触不良。维修带故障自诊断功能的电脑系统，在拆蓄电池电缆前，应先读取故障代码，或在点烟器上插上专用辅助电源，并接通点火开关的“ACC“挡。五、 新型蓄电池简介20世纪70年代以来，由于受到内燃机对环境的污染和能源危机的冲击，世界各国都在大力开发研究新型电池。用电池代替发动机作为汽车的动力源，不仅可以节约石油，而且可使汽车的传动系统大大简化，污染降低、噪声减少、操作简捷、维修方便。因此各国都在大力开展电动汽车的研究。作为电动汽车动力源的新型高能电池的研究便成为十分重要的课题。项目五：汽车照明、信号系统及报警装置一、照明系统的组成汽车照明系统由电源、照明装置及其控制部分等组成。控制部分包括各种灯光开关、续电器等。照明装置包括车外照明、车内照明和工作照明三部分。车外照明装置包括前照灯、雾灯、倒车灯、牌照灯等车内照明装置包括仪表灯、顶灯、阅读灯等。工作照明装置包括行李厢灯、发动机罩灯等。1、 前照灯：也称大灯或头灯，主要用与夜间行车时道路照明，灯光为白色。包括远光灯和近光灯两种，远光灯用于保证车前道路100M以上明亮均匀的照明，功率一般为50〜60W；近光灯在会车时和市区使用，避免迎面来车驾驶员炫目，又保证车前50M内路面照明，功率一般为30〜55W。2、 倒车灯：倒车灯供倒车时后的照明，并起到信号作用，灯光一般为白色，功率一般为25〜25W。倒车灯一般由装在变速器上的倒档开关控制。倒车时，倒档开关接通，倒车灯亮3、 牌照灯：用以照明汽车后牌照，灯光一般为白色，功率一般为5〜10W。由灯光总开关控制，灯光总开关接通，牌照灯就亮。4、 雾灯：雾灯是在有雾、下雪、暴雨或尘埃弥漫时行车照明并具有信号作用，一般车辆只有前雾灯，灯光为黄色，功率为45〜55W。有的车辆还有后雾灯，灯光为红色，功率为21W或6W。雾灯由雾灯开关控制，有些汽车的雾灯开关又受灯光开关控制。5、 仪表灯：用于照亮仪表板，灯光一般为白色，功率为2W,由灯光总开关控制，灯光总开关接通，仪表灯就亮。6、 顶灯：主要用于车内照明，灯光一般为白色，功率一般为5〜15W。通常由灯光总开关和顶灯开关共同控制。7、 阅读灯：一些车辆为了便于乘客阅读等，设置了阅读灯，灯光一般为白色，有阅读到呢个开关控制。8、 行李厢灯、发动机罩灯：行李厢灯在夜间行李厢门打开时照亮行李厢，灯光一般为白色，有灯光总开关和发动门控开关共同控制。发动机罩灯在夜间发动机罩打开时照亮发动机，灯光一般为白色，由灯光总开关和发动机罩开关共同控制。二、信号系统的组成汽车信号系统的作用是通过声、广信号向其他车辆的驾驶员和行人员发出有关车辆运行状况或状态的信息，以引起有关人员注意，确保车辆行驶的安全。汽车信号系统由声响信号装置和灯光信号装置组成。声响信号装置：声响信号装置包括喇叭、电喇叭和峰鸣器等，在汽车起步、超车或倒车、转向时，提醒行人和其他车辆注意。灯光信号装置：灯光信号装置包括转向信号灯、制动信号灯、危险警告信号灯及示廓灯、停车灯、雾灯、门灯等。转向信号灯：简称转向灯，在汽车起步、超车、调头和停车时，左侧或右侧的转向信号灯会发出明暗交替的闪光信号，以示汽车改变行驶方向。汽车的转向信号灯大都采用橙色，转向信号灯的闪光频率应控制在50^110次/min范围内，一般为60^95/mino转向信号灯每侧至少两个：前、后转向信号灯，有的还有侧转向信号灯。转向信号灯由开关控制。制动信号灯：简称制动灯，装在汽车尾部两侧，在汽车制动时，发出较强的红光，以示汽车紧急减速,提醒后面的车辆和行人注意。为避免尾随大型车对轿车碰撞的危险，轿车后窗内可加装由发光二极管成排显示的高位制动灯。危险警告信号灯：又称危险报警灯，由前、后、左、右危险警告信号灯同时闪烁表示车辆有紧急状况需要处理。示廊灯：是指标志汽车宽度和高度方向轮廓的信号灯，分别称为示宽灯和示高灯。示宽灯包括装在汽车部的小灯、车后部尾灯，它们装在汽车前后两侧的边缘，在汽车夜间行驶时，以示汽车的宽度。停车灯等：还有一些车辆装有供停车时标志汽车存在的停车灯、标志车门打开后车辆宽度的门灯等。三、照明信号装置的构造与控制电路1、 前照灯的结构。前照灯也称大灯或头灯，主要用于夜间行车时道路照明，灯光为白色。前照灯的光学系统包括反射、配光镜和灯泡三部分，反射镜俗称反光镜。反射镜可以提高的强度，而配光镜可以增大灯光的照射面积。2、 照明系统基本电路照明系统基本电路可分为两种：由电源、开关、照明装置组成的电路和由电源、开关、续电器、照明装置组成的电路。前一种电路开关直接控制照明装置；后一种电路开关经过继电器控制照明装置，减少了开关的电流，有利于减少开关的故障。3、 转向信号灯转向信号灯电路主要由转向信号灯、闪光器、转向开关等组成，转向信号灯的闪烁是由闪光器控制