项目一 汽车电路识图与分析

任务1 汽车电气元件认知

一、任务要求

(1)了解汽车用导线的规格、型号和选用原则。

(2)了解汽车线束的包扎、安装和汽车电路接头连接方式。

(3)掌握汽车电路开关、保护装置的作用、种类和工作方式。

二、资讯和相关知识

汽车电路是将电源系统、起动系统、点火系统、照明与信号系统及辅助电器等，按照它们各自的工作特性和彼此之间的内在联系，通过开关、导线、保护装置等连接起来而构成的整体。

汽车电路也和其他电路一样，是由电源、负载、导线、开关和保险装置、继电器及中央接线盒等几个部分组成，具有低压直流、两个电源、并联单线、负极搭铁等特点。

(一)汽车导线

1．汽车导线的分类与特点

汽车电器线路的导线分为高压线和低压线两种。高压线又分为铜芯线和阻尼线两种；低压线又分为普通导线、起动导线和搭铁导线3种。如图1-1所示。

汽车导线主要根据绝缘情况、通过电流的大小和机械强度进行选择，并且根据具体应用条件的不同，三个因素各有侧重，例如：

高压电路：根据耐高压的绝缘要求，采用线芯截面积小，但绝缘包层很厚的电线。

低压电路：根据用电器工作电流大小和机械强度选择。其一般原则为：长时间工作的电气设备可选用实际载流量60%的导线；短时间工作的用电设备可选用实际载流量60%~100%的导线。为保证一定的机械强度，一般低压导线截面积不小于0.5mm2。

2．汽车导线的颜色

随着汽车上使用的电器的增多，导线数量也增多，为便于安装和检修，汽车低压线的颜色必须符合有关标准。汽车电路图上通常都标注出导线的颜色代号，如表1-1所示。常用单色和双色两种选用原则。注意：选用双色线时，前一种为主色，后一种为辅色，如图1-2所示。

(二)汽车线束

为了全车电路规整，安装方便和保护导线的绝缘，汽车上的全车电路除高压线、蓄电池电缆和起动机的电缆外，一般将同区域不同规格的导线用棉纱或聚氯乙烯带缠绕包扎成束，即为线束，如图1-3所示。

同一种车型的线束在制造厂里按车型设计指导好后，用卡簧或绊钉固定在车上的既定位置，这样抽头就刚好在各电器设备的接线柱附近，安装时按线号装在电器对应的接线柱上，同一车型线束按发动机、底盘和车身分为多个线束。

1．线束的包扎

(1)电缆半叠包扎，涂绝缘漆，烘干，以增加电缆的强度和绝缘性能。

(2)新型线束，局部塑料包扎后放入侧切口的塑料波纹管内，使其强度更高，保护性能更好，查找线路故障方便。

2．导线的固定

汽车上的导线都用不同的颜色进行区别，这在设计时就给予确定，在汽车电路图中也有标注。

汽车上的导线用各自的导线扎带将导线和线束固定到机架上的指定位置。在修理操作中要小心卸下，不要损坏导线和线夹的锁止件。

随着汽车功能的增加，电子控制技术的普遍应用，电气元件越来越多，电线也会越来越多，线束也就变得越粗越重。因此，先进的汽车就引入了CAN总线配置，采用多路传输系统。与传统线束比较，多路传输装置大大减少了导线及接插件数目，使布线更为简易。图1-4为凯越汽车蓄电池线束布置图。

(三)插接器

为了提高接线速度，减少接线错误，越来越多的汽车在低压线路中采用插接器。插接器又称为连接器，它是汽车电路中线束的中继站，主要由插头和插座两个部分组成。为了满足不同使用场合的实际需要，插接器种类很多。按照集线形式可以分为单路、双路或多路等多种形式，其形状不同，脚数的多少也不等，有的甚至颜色也有区别。如图1-5所示。

插接器还可以按用途分为以下几种类型：第一类是连接线束和电器元件(图1-6(a))；第二类是连接线束与线束(图1-6(b))；第三类是线束与车身的连接(图1-6(c))；第四类是过渡连接，将插接器中需要连接的导线用短接端子连接起来(图1-6(d))。

为了便于接线，汽车线束中各导线端头均焊有接线卡，并在导线与接线卡连接处套以绝缘管，经常拆卸的接线卡一般取开口式，而拆卸机会少的接线卡则常采用闭口式。如图1-7所示。

在拆卸插接器时，双手要捏紧插头或插座，并使锁止扣张开后，再将插头和插座拉开，切忌直接拉导线，以免造成插头或插座内导线断路或接触不良。当连接器很难断开时，应该把连接器朝连接处推动一下，让锁止扣松动一下再拉，这样有助于松开连接器锁定，拆卸后应挂上标签以标明连接位置。

(四)继电器

继电器是利用电磁或机电原理或其他方法(如热电或电子)，实现自动接通或切断一对或多对触点，完成用小电流控制大电流，减小控制开关触点的电流负荷，其外形如图1-8所示。

汽车继电器按照其作用可分为专用继电器和一般继电器。专用继电器在开关接通后能自动控制电路通断转换，以实现特定的功能，如进气预热继电器、空调继电器、喇叭继电器、雾灯继电器、中间继电器、风窗刮水器/清洗器继电器、危险报警与转向闪光继电器等。

汽车继电器按照工作原理可以分为常开(N.O)继电器，常闭(N.C)继电器和常开、常闭混合型继电器。继电器的每个插脚都有标号，与中央接线盒正面板的继电器插座的插孔标号相对应。

汽车继电器按结构原理还可以分为电磁继电器、干簧继电器、双金属继电器以及电子继电器几种类型。汽车继电器主要由电磁铁和触点等组成，其工作原理如图1-9所示。

汽车常用继电器如表1-2所示，需要具有以下几种主要功能：

(1)以小电流控制大电流；

(2)减少手动开关的数量；

(3)实现顺序控制用电设备的目的；

(4)保护较小的开关以及较细的导线，进而保证电气设备的安全有序运行；

(5)部分车型采用小型化的带内部电阻或二极管的继电器。这种小型化的继电器可以节省装配空间，继电器带电阻或二极管，可以降低或消除电路中可能出现的300~500V峰值感应电压，从而保护电控系统中的元器件，防止出现功能失误。

(五)控制开关

在汽车电路中，各用电设备或独立的电系中都设有单独的控制开关，如点火开关、灯光开关、变光开关、雨刮器开关、洗涤器开关、转向开关、紧急报警开关、空调开关、倒车开关、制动开关、喇叭开关等。

1．点火开关

点火开关是汽车电路中最重要的开关，是各条电路分支的控制枢纽，是多挡多接线柱开关。其主要功能是：锁住转向盘转轴(LOCK)，接通点火仪表指示灯(ON或IG)，起动(ST或Start)挡，附件挡(ACC)，如果用于柴油车则增加(HEAT)挡。其中起动、预热挡因为工作电流很大，开关不易接通过久，所以这两挡在操作时必须用手克服弹簧力，扳住钥匙，一松手就弹回点火挡，不能自行定位，其他挡均可自行定位。

1号(BAT)端子为电源端子，连接蓄电池与发电机的正极。2号(IG)端子为点火接线端子，连接点火电路、仪表电路、发电机励磁电路及电子控制电源电路等。3号(ACC)端子为辅助电器接线端子，连接收音机、电动车窗等辅助电器的控制开关。4号(ST)端子为起动接线端子，连接起动电路。

点火开关的5个开关挡位：“LOCK”为转向盘的锁止挡，“OFF”为点火开关断开挡，“ACC”为点火开关准备预检挡，“ON”为点火开关点火挡，“ST”为点火开关起动挡。如图1-10所示。

2．组合开关

为了操作方便，保证行车安全，有些车辆将转向开关、小灯与大灯开关、变光器开关、刮水器开关、洗涤喷水开关、扬声器开关等组装在一个组合体内，称为组合开关，如图1-11所示。组合开关安装在便于驾驶员操纵的转向柱上，组合开关操纵手柄上一般标有表示用途的图形符号。

由于不同的组合开关的结构和控制内容等不尽相同，并且有多个接线柱与电源连接，因此在检修和更换时要仔细研究，明确各接线柱的作用，以免造成新的故障。

(六)保险装置

1．熔断丝(保险丝)

熔断丝用于对局部电路进行保护，能长时间承受额定电流负载，但在超过额定负载25%的情况下，约3min熔断，而在超过额定负载100%时不到1s即会熔断。结构一定时，流过熔断丝电流越大，熔断时间越短。熔断丝为一次性器件，使用时须注意：

(1)熔断丝熔断后，必须先查找故障原因，并彻底排除。

(2)更换熔断丝时，一定要与原规格相同，特别不能使用比规定容量大的熔断丝，否则将失去保护作用。

(3)熔断丝支架与熔断丝接触不良会产生电压降和发热现象。因此，特别要注意检查有无氧化现象和脏污。若有脏污和氧化物，须用细砂纸打磨光，使其接触良好。

常见的熔断丝类型如图1-12所示。

2．易熔线

易熔线是一种界面一定的、可长时间通过额定电流的铜芯或合金导线，若电流超过额定值则其先熔断，用于保护总体线路比较重要的电路。如Jeep切诺基设有五条易熔线，分别保护充电电路、预热加热器、雾灯、灯光及辅助电路。

易熔线故障检修和处理方法：

(1)易熔线在5s内熔断时的电流为150~300A，在任何条件下都绝对不允许换用比规定容量大的易熔线。

(2)易熔线熔断时，可能是电源电路或大电流电路等主要电路发生短路，因此需要仔细检查。

(3)易熔线的四周绝对不能缠绕聚氯乙烯绝缘带，更不能和其他用电设备的导线绞合在一起。

(4)易熔线熔断后应急修理方法——暂时用同容量熔断丝。

3．断路器

断路器用于正常工作时容易过载的电路中，其原理是利用双金属片受热变形使触点分离。按作用形式分为两类，如图1-13所示。

(1)自动复位型：过载变形自动切断，冷却后自动复位，如此往复直到电路不过载。

(2)手动复位型：排除故障后，须按下按钮手动复位。

电路断路器用于诸如电动车窗、除雾器、风机马达等保险丝所保护不了的大电流负载。当电流超过额定电流量时，断路器内的双金属器件发热膨胀，断开电路。甚至当电流低于额定电流值时，如电流反复地在短时或长时内流动，双金属器件的温度也会升高，断开电路。与保险丝不同，将电路断路器的双金属器件复位后，可以重复使用。

三、任务实施

1．灯开关损坏导致关闭点火开关后鼓风机仍转动

(1)故障车型：新捷达GT。

(2)故障症状：鼓风机开关打开，关闭点火开关后鼓风机仍转动。

(3)故障检测：经检查不仅是鼓风机，刮水器、雾灯、后车窗加热器也出现同样的不正常。

(4)故障分析：捷达等大众系列车都装有卸荷继电器，其作用是当钥匙拧到点火挡，点火开关内的X触点闭合，使卸荷继电器线圈通电触点吸合，提供鼓风机等附加电器的正极电源。当点火开关拧到起动挡时，卸荷继电器触点断开，所有附加电器暂停使用，将电能集中供给起动机。根据该车故障现象，故障原因很可能是点火开关内的X触点粘连，或者是卸荷继电器内的触点粘连。以前遇到这种故障，排除方法不是更换点火开关，就是更换卸荷继电器。这回拔下点火开关的插头，卸荷继电器仍然吸合，说明故障原因不是点火开关X触点粘连。换上一个新的卸荷继电器，其线圈立即吸合，说明卸荷继电器无问题，而是卸荷线圈的正极端与电源正极短路。阅读电路图，发现点火开关输出的X信号接通卸荷继电器线圈的同时，还接通车灯翘板开关的照明灯，有可能是车灯开关内X信号线对正极短路。为此，将车灯开关的插头拔下后，卸荷继电器线圈断电了，验证了刚才的假设。

(5)故障排除：更换车灯开关，当关闭点火开关后，鼓风机仍通电的故障排除。

2．安装螺钉过长导致前照灯开关至熔断丝盒之间的线束突然烧毁

(1)故障车型：捷达GL。

(2)故障症状：晚上打开前照灯后，不久就闻到煳线的气味，随即有浓烟从仪表板下冒出来。

(3)故障检测：经过检查确定故障可能出在灯光线路、前照灯开关及变光开关。检查灯光线路，无搭铁处，于是决定更换线束及前照灯开关。经试验故障排除，用户使用五天后又出现同样的故障现象。再次对相关线路进行检查，仍没发现有搭铁现象。再仔细检查烧毁的线束，仍未找到搭铁点。再查看前照灯开关，发现其火线端子根部有烧损的痕迹，开关外壳在火线端子根部有一半圆形熔化的痕迹，看来这里是搭铁故障点。

(4)故障分析：仪表护罩在前照灯开关后端有一固定螺钉，在该螺钉上也发现了熔化的塑料。因为这个螺钉过长，顶住了前照灯开关，反复按压几次开关后，使其火线端子与螺钉搭铁。

(5)故障排除：更换短螺钉和绝缘损坏的导线，故障排除。

3．变光开关故障导致驾驶室内有焦煳味

(1)故障车型：捷达GTX。

(2)故障症状：车主说在行驶途中，转向盘下部突然有股白烟冒出，车内有焦煳味，好像是哪根线烧焦了，过一会儿一切又恢复正常。

(3)故障检测：捷达轿车所有重要线束均集中在转向盘下部及左杂物箱处，如果某根线因搭铁而烧焦，那将是极其危险的，必须根除故障。检查该车所有熔断丝，均未熔断。检查该车所有用电器，也都工作正常。检查发动机，发现工作正常，运转平稳。拆下组合开关上、下罩盖及左杂物箱，检查所有线束及继电器盒，均无烧焦迹象。

(4)故障分析：根据车主所述，白烟来自转向盘下部。既然线路无故障，那么故障原因有可能是组合开关内部因振动或高温等原因偶然搭铁，电流瞬间增大，烧焦了组合开关内部塑料元件。拆下组合开关检查，发现在前照灯开关处有烧焦迹象，仔细闻有股焦煳味，因此判断故障就出在这里。

(5)故障排除：更换组合开关中的前照灯变光开关(与转向开关一体)，故障排除。