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1.2 汽车电路的组成与特点
1.2.1 汽车基本电路组成
汽车电路一般由电源、电路保险装置、控制装置、用电设备和连接导线等组成。
(1)电源
① 蓄电池:在发动机未启动时,向有关用电设备供电(图1-2-1)。
② 发电机:发动机启动后小负荷下由发电机供电,大负荷下由蓄电池和发电机联合供电(图1-2-2)。
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图1-2-1 汽车蓄电池
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图1-2-2 汽车发电机
(2)导线 汽车导线是用来连接汽车上各用电设备和控制部件,传递电流和信号,以构成完整的汽车电气控制系统。汽车导线有低压导线和高压导线两种。
① 低压导线。汽车上低压导线,简称低压线,其截面一般采用铜质多芯软线,导线截面积主要根据用电设备的工作电流选择。为保证应具有一定的机械强度,汽车电器中导线截面不得小于0.5mm²(表1-2-1)。
表1-2-1 低压导线的截面积与允许电流值
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12V电系主要电路导线标称截面值的推荐值见表1-2-2。
表1-2-2 12V电系主要电路导线推荐标称截面积值
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低压导线颜色又有单色和双色之分。单色导线是指绝缘表面为一种颜色的导线,如图1-2-3(a)所示。双色导线是指绝缘表面为两种颜色的导线,双色导线中面积比例大的颜色称为主色,面积比例小的颜色称为辅助色,如图1-2-3(b)~(d)所示。
表1-2-3 导线颜色中文与英文简写对照表
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图1-2-3 双色导线
导线的截面积标注在颜色代码(见表1-2-3)前面,单位为毫米时不标注。如:1.25R表示导线截面积为1.25mm2的红色导线;1.0G-Y表示导线截面积为1.0mm2的双色导线,主色为绿色,辅助色为黄色。
② 高压导线。汽车点火线圈至火花塞之间的电路使用高压点火线,简称高压线。汽车高压导线的线芯截面积小(约为1.5mm2),绝缘包层厚,耐压数值高,一般应在15kV以上(图1-2-4)。
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图1-2-4 高压线
③ 汽车线束。为了使全车线路规整、安装方便,保护导线的绝缘,汽车上的全车线路除高压线、蓄电池和起动机的电缆外,一般都将同区域的不同规格的导线用棉纱或薄聚氯乙烯带缠绕包扎成束,称为线束,如图1-2-5所示。
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图1-2-5 汽车线束
(3)开关 开关装置的功能是接通和切断电源与用电设备的连接电路。
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(图1-2-6)。点火开关挡位如图1-2-7所示。
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图1-2-6 点火开关
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图1-2-7 点火开关挡位
“LOCK”挡:全车电路处于断开状态,所有用电设备均不工作;同时点火钥匙仅能在“LOCK”挡位插入或拔出。
“ACC”挡:附属设备用电挡。当点火钥匙旋至“ACC”挡时,车内附属电气设备电路接通,可使用车内的收音机、室内灯等用电设备,不可以使用空调。
“ON”挡:全车电路接通挡。当点火钥匙旋至“ON”挡位时,车内附属电气设备电路、点火电路、各灯光照明装置电路均接通,发动机的点火装置处于预热状态,发动机处于待启动状态。
“START”挡:发动机的启动挡。当点火钥匙旋至“START”挡时,启动电路接通,起动机旋转,并带动发动机转动。发动机启动后,应立即松开点火钥匙,使钥匙自动回到“ON”挡位,以免损坏起动机,同时也有利于发动机正常工作。
② 组合开关。组合开关将灯光开关(前照灯开关、变光开关)、转向灯开关、紧急报警灯开关、刮水器/清洗器开关等组合一体,是个多功能开关,安装在便于驾驶员操纵的转向柱上(图1-2-8)。
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图1-2-8 组合开关
(4)保险装置 常见的保险装置有熔断丝、易熔线和断电器等。
① 熔断丝。熔断丝是最普通的电路保护装置,集中在熔断丝盒内,与用电设备串联(图1-2-9、图1-2-10)。
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图1-2-9 一个熔断丝控制全部支路
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图1-2-10 每个支路一个熔断丝
熔断丝引起电路断路的主要原因是熔断(图1-2-11)和接触不良。
判断熔断丝好坏的方法:通过视觉观察是否熔断;通过万用表检测通断(图1-2-12)。
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图1-2-11 熔断丝熔断
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图1-2-12 熔断电阻则为无穷大
② 易熔线。易熔线是用来保护汽车电路和用电设备的容量较大的线状熔断丝。其通常连接在电源线路和通过电流较大的线路上(图1-2-13)。
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图1-2-13 易熔线
1—细导线;2—接合片;3—电路导体;4—当出现过大电流时,这部分易熔线将熔断
③ 断电器。断电器用于正常工作时容易过载的电路中,是利用双金属片受热变形的原理制成的。其按作用形式可分为两种:非循环式和循环式。
非循环式断电器是当电路发生过载时,双金属片受热向上弯曲变形,使触点分离,自动切断电路,保护线路及用电设备;排除故障后,需用手按下按钮,使双金属片复位(图1-2-14)。
循环式断电器(图1-2-15)是当电路发生过载时,双金属片受热变形弯曲,触点打开,电路自动切断;当双金属片冷却后,自动复位,触点闭合,电路自动接通;双金属片再次受热变形时,触点再次打开。如此,断路器触点周期地打开和闭合,直至电路不过载为止。
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图1-2-14 非循环式断电器
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图1-2-15 循环式断电器
1.2.2 汽车整车电路组成
汽车整车电路通常包括电源电路、启动电路、点火电路、照明与灯光信号装置电路、仪表信息系统电路、辅助装置电路和电子控制系统电路等。
(1)电源电路 也称充电电路,是由蓄电池、发电机、调节器及充电指示装置等组成的电路,电能分配(配电)及电路保护器件也可归入这一电路(图1-2-16)。
(2)启动电路 是由起动机、启动继电器、启动开关及启动保护电路组成的电路。也可将低温条件下启动预热的装置及其控制电路列入这一电路内(图1-2-17)。
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图1-2-16 电源系统
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图1-2-17 启动系统
(3)点火电路 是汽油发动机汽车特有的电路。它由点火线圈、控制单元、火花塞及点火开关组成。微机控制的电子点火控制系统一般列入发动机电子控制系统中(图1-2-18)。
(4)照明与灯光信号装置电路 是由前照灯、雾灯、示廓灯、转向灯、制动灯、倒车灯、车内照明灯及有关控制继电器和开关组成的电路(图1-2-19)。
(5)仪表信息系统电路 是由仪表及其传感器、各种报警指示灯及控制器组成的电路(图1-2-20)。
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图1-2-18 点火电器
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图1-2-19 照明与灯光信号装置
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图1-2-20 仪表总成
1—转速表;2—车速表;3—温度表;4—燃油表;5—转向信号指示灯/危险警告灯;6—ABS(防抱死制动系统);7—保持模式指示灯;8—开门警告灯;9—安全带指示灯;10—充电系统警告灯;11—制动系统警告灯;12—里程表;13—挡位指示灯(如装备);14—里程表模式选择键;15—低燃油量警告灯;16—故障指示灯;17—机油压力警告灯;18—气囊警告灯;19—前雾灯指示灯;20—远光灯指示灯;21—后雾灯指示灯;22—巡航系统指示灯(如装备);23—后备厢盖警告灯
(6)辅助装置电路 是由为提高车辆安全性、舒适性等而设置的各种电器装置组成的电路(图1-2-21)。辅助电器装置的种类随车型不同而有所差异,汽车档次越高,辅助电器装置越完善。一般包括风窗刮水及清洗装置、风窗除霜(防雾)装置、空调装置、音响装置等。较高级车型上还装有车窗电动举升装置、电控门锁、电动座椅调节装置和电动遥控后视镜等。电子控制安全气囊归入电子控制系统。
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图1-2-21 辅助装置
(7)电子控制系统电路 主要由发动机控制系统(包括燃油喷射、点火、排放等控制)、自动变速器及恒速行驶控制系统、制动防抱死系统、安全气囊控制系统等电路组成(图1-2-22)。
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图1-2-22 电子控制系统电路
1.2.3 汽车电路的特点
(1)单线制 从电源到用电设备只用一根导线相连,用汽车底盘、发动机等金属机体作为另一公用导线。
(2)负极搭铁 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等金属车体上。
(3)两个电源 蓄电池和发电机两个供电电源。
(4)用电设备并联 汽车上的各种用电设备都采用并联方式与电源连接,每个用电设备都由各自串联在其支路中的专用开关控制,互不产生干扰。
(5)低压直流供电 柴油车、纯天然气车大多采用24V直流供电,汽油车/两用燃料汽车大都采用12V直流电压供电。