1、第九講 汽車電器 第一節(jié) 電器概述 第二節(jié) 電源系統(tǒng) 第三節(jié) 點火系統(tǒng) 第四節(jié) 起動系統(tǒng) 第五節(jié) 照明信號系統(tǒng) 第六節(jié) 全車線路連線原則 第七節(jié) 現(xiàn)代汽車計算機控制系統(tǒng)第1頁/共54頁第一節(jié) 電器概述第2頁/共54頁 電在汽車上也是必不可少的：電火花，起動，照明、儀表、信號等。 可以說，汽油是汽車的血液，電是汽車的神經 包括 電源系統(tǒng) 點火系統(tǒng) 起動系統(tǒng) 照明信號系統(tǒng) 儀表警告系統(tǒng) 現(xiàn)代汽車應用了更多的電子計算機控制系統(tǒng)，使汽車稱為典型的機電一體化產品。第3頁/共54頁全車線路連線原則 低壓：汽車電器設備系統(tǒng)的額定電壓有12V和24V兩種。目前汽油機普遍采用12V，而柴油機則多采用24V。 直

2、流：汽車發(fā)動機的起動機是直流串勵式電動機，必須由蓄電池供電，而向蓄電池充電必須用直流，所以汽車電器設備為直流系統(tǒng)。 單線制：汽車上所有電器設備均為并聯(lián)。而從電源到用電設備只用一根導線連接，汽車底盤、發(fā)動機等金屬機體作為另一公共“導線”。單線制導線用量少，線路清晰，安裝方便。 負極搭鐵：單線制時蓄電池的一個電極接至車架上，稱“搭鐵”。負極接車架即為“負極搭鐵”。負極搭鐵對車架或車身的化學腐蝕較輕，對無線電干擾較小。（大多數車輛均采用負極搭鐵） 均裝有保險裝置，以防短路燒壞用電設備 除起動機、喇叭、轉向燈之外，各用電設備均經過電流表第4頁/共54頁第二節(jié) 電源系統(tǒng)第5頁/共54頁一 概述 作用：

3、在汽車上用于產生和儲存電能，并供給一切用電設備。 組成： 蓄電池 發(fā)電機(及調節(jié)器)第6頁/共54頁二 蓄電池 功能：電能化學能 作用 起動時，給起動機供電 工作中： 發(fā)電機發(fā)出的電能超 過用電設備的需要時，由蓄電池儲存 發(fā)電機發(fā)出的電能不滿足用電設備的需要時，由蓄電池部分或全部供電 構造：主要是鉛酸蓄電池 外殼，極板組，隔板，電解液，極柱第7頁/共54頁 其他類型的蓄電池干荷電鉛蓄電池：干態(tài)，加入電解液30min后，不需要充電即可使用，是應急的理想電源免維護蓄電池：也叫MF電池。使用過程中不需要添加蒸餾水，不需進行維護堿性蓄電池 電動汽車的蓄電池鈉硫電池燃料電池 鋅-空氣電池第8頁/共54頁

4、三 發(fā)電機 作用 由發(fā)動機帶動發(fā)出電能(機械能電能) 正常情況，除起動機之外的所有用電設備由其供電，并向蓄電池充電 組成(硅整流交流發(fā)電機) 轉子總成：磁場部分 定子總成：電樞線圈 硅整流器：三相交流直流 調節(jié)器 作用：調節(jié)發(fā)電機的輸出電壓，使其穩(wěn)定在規(guī)定的工作范圍第9頁/共54頁第10頁/共54頁第三節(jié) 點火系統(tǒng)第11頁/共54頁一 概述 作用：將低壓高壓，按一定次序和時刻分別分到各個氣缸產生電火花，點燃可燃混合氣 組成 點火開關 電源 點火線圈 分電器 火花塞第12頁/共54頁 點火開關：控制點火系的初級電路及儀表電路等 蓄電池：12V，供給點火系所需的電能 點火線圈：自耦變壓器,將低壓變

5、成能擊穿火花塞間隙的高壓 分電器：由斷電器、配電器、點火提前調節(jié)裝置組成 火花塞：產生電火花，點燃混合氣 電容器：減小觸點分開時產生的火花，延長觸點使用壽命第13頁/共54頁二 主要元件 點火開關：起動時，接通低壓電路 點火線圈：低壓高壓 分電器 作用：接通和切斷低壓線路 組成 斷電器：磁通變化經磁場產生高壓 配電器：分配高電壓至各氣缸上 點火提前裝置 離心提前裝置：轉速越高，提前角越大 真空提前裝置：負荷越小，提前角越大 人工提前裝置：根據汽油辛烷值 火花塞：高壓電流下，兩極間產生電火花，點燃氣缸中的混合氣。第14頁/共54頁第15頁/共54頁三 點火系電路第16頁/共54頁第四節(jié) 起動系統(tǒng)

6、第17頁/共54頁一 概述 作用 通過轉動發(fā)動機曲軸，使其進入工作狀態(tài) 組成 起動機 電磁操縱機構 起動方式 人力 電力起動第18頁/共54頁二 起動機 作用：產生起動扭矩 結構：殼體、磁極、電樞、整流子、電刷第19頁/共54頁三 電磁操縱機構 作用：控制起動電機的運轉和起動齒輪與飛輪齒圈的嚙合與脫離，防止電機電樞超速運轉第20頁/共54頁四 起動電路第21頁/共54頁第五節(jié) 照明信號系統(tǒng)第22頁/共54頁一 照明裝置第23頁/共54頁儀表指示系統(tǒng)概述 為使駕駛員能隨時了解汽車和發(fā)動機的各種參數是否正常，以便及時采取措施，防止發(fā)生人身和機械事故，汽車上或多或少地使用各種儀表。這些儀表有的顯示汽

7、車的常規(guī)運行參數，有的顯示某些極限參數。 儀表系統(tǒng) 電流表 機油壓力表 水溫表 燃油表 車速里程表 發(fā)動機轉速表 指示燈系統(tǒng) 溫度指示燈 機油壓力指示燈 充電指示燈 燃油低液位指示燈 制動系統(tǒng)指示燈 制動液面警告燈第24頁/共54頁二 儀表第25頁/共54頁 電流表：指示蓄電池充電或放電電流 機油壓力表：檢測機油(潤滑系統(tǒng))壓力 水溫表：指示發(fā)動機冷卻水工作溫度 燃油表：指示燃油箱內儲油量的多少 車速里程表：指示行車車速，累計汽車行駛里程數 發(fā)動機轉速表：用于監(jiān)視發(fā)動機工作狀況，便于掌握換擋時機第26頁/共54頁三 信號及報警裝置 轉向信號 閃光器 倒車信號 電源指示燈 儀表報警裝置 喇叭第2

8、7頁/共54頁輔助電器設備第28頁/共54頁風窗玻璃洗滌器 組成 控制電路與刮水器聯(lián)動 動作低速刮水高速刮水點動刮水間歇刮水洗滌風窗第29頁/共54頁電動刮水器 組成：電動機傳動機構 動作慢速刮水快速刮水停機復位：不管何時切斷電源都停止在下部第30頁/共54頁風窗除霜裝置第31頁/共54頁電動門窗玻璃升降器 組成：電動機減速裝置傳動機構齒扇式齒條式控制開關第32頁/共54頁第33頁/共54頁汽車空調第34頁/共54頁汽車音響第35頁/共54頁第六節(jié) 全車線路第36頁/共54頁一 全車線路連線原則 低壓：汽車電器設備系統(tǒng)的額定電壓有12V和24V兩種。目前汽油機普遍采用12V，而柴油機則多采用2

9、4V。 直流：汽車發(fā)動機的起動機是直流串勵式電動機，必須由蓄電池供電，而向蓄電池充電必須用直流，所以汽車電器設備為直流系統(tǒng)。 單線制：汽車上所有電器設備均為并聯(lián)。而從電源到用電設備只用一根導線連接，汽車底盤、發(fā)動機等金屬機體作為另一公共“導線”。單線制導線用量少，線路清晰，安裝方便。 負極搭鐵：單線制時蓄電池的一個電極接至車架上，稱“搭鐵”。負極接車架即為“負極搭鐵”。負極搭鐵對車架或車身的化學腐蝕較輕，對無線電干擾較小。（大多數車輛均采用負極搭鐵） 均裝有保險裝置，以防短路燒壞用電設備 除起動機、喇叭、轉向燈之外，各用電設備均經過電流表第37頁/共54頁二 全車線路圖第38頁/共54頁第七節(jié)

10、 現(xiàn)代汽車計算機控制系統(tǒng)第39頁/共54頁汽車計算機控制的必要性 為了實現(xiàn)高效、安全的公路交通，不能只著眼于汽車，而應把人、汽車和環(huán)境作為一個系統(tǒng)。 為了改善和提高汽車的性能，需要對汽車的許多系統(tǒng)進行優(yōu)化控制。微型計算機具有結構緊湊、工作可靠、功能強大、響應快速和價格低廉等優(yōu)點，特別適宜于作為汽車計算機控制系統(tǒng)的控制器。 目前，汽車計算機控制已經涉及到動力性、經濟性、安全性、可靠性。其目的主要有： 滿足用戶需求，大幅度提高汽車性能，尤其是舒適性、方便性、安全性、可靠性等； 滿足社會需求，保護環(huán)境，節(jié)約能源、節(jié)省資材； 實現(xiàn)公路交通系統(tǒng)智能化，將汽車與社會緊密聯(lián)系起來。第40頁/共54頁電子控制

11、一覽燃油噴射控制(EFI)進氣、增壓控制空燃比控制點火控制(ESA)爆震控制怠速控制(ISC)排放控制(EGR)車 身安全性發(fā)動機底 盤自動變速器(ECT)防滑差速器(LSD)動力轉向(EPS)四輪轉向(4WS)制動防抱死(ABS)驅動防滑(ASR/TCS)巡行控制(CCS)懸架控制(TEMS)自動安全帶安全氣囊雷達防撞倒車報警防盜系統(tǒng)傳動系轉向系制動系行駛系懸 架電動車窗電動門鎖電動后視鏡電動車頂電動天線自動空調自動座椅收放機電視機信息與通信電子儀表顯示導向行駛車用電話機車用傳真機第41頁/共54頁控制系統(tǒng)框圖傳感器電控單元執(zhí)行器輸出輸入ECU傳感器：感測控制系統(tǒng)外部的信息并能電信號電控單元

12、：控制系統(tǒng)的中樞，是系統(tǒng)中的信息處理部分。處理、分析、計算輸入信息，形成控制指令并將控制決定傳輸給執(zhí)行器。執(zhí)行器：系統(tǒng)的輸出部分，將ECU的控制指令轉變?yōu)閷崿F(xiàn)控制目標的物理運動第42頁/共54頁發(fā)動機控制 電控燃油噴射（EFI-Electronic Fuel Injection）按照發(fā)動機各種工況的要求和進氣量控制噴油量，實現(xiàn)空燃比的最佳控制。 發(fā)動機控制目標動力性、經濟性、排放控制、工作可靠性第43頁/共54頁自動變速箱 自動變速箱能根據路面情況、實際工況來自動換入合適的檔位，減輕了司機的勞動強度； 全液壓控制型：僅靠液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)控制 電子控制型：由電腦控制換檔時刻和換檔模式 ECT-El

13、ectronically Controlled Transmission第44頁/共54頁防抱死控制系統(tǒng) ABS (Antilock Braking System) 控制目標 縮短制動距離 改善制動過程的方向穩(wěn)定性 保持制動過程的轉向操縱能力 減輕駕駛員的緊張程度 延長輪胎的使用壽命 在制動過程中，電子控制裝置根據車輪轉速傳感器輸入的信號判定有車輪趨于抱死時，ABS就進入防抱制動壓力調節(jié)過程。第45頁/共54頁巡航行駛電子控制系統(tǒng) CCSCruise Control System 控制目標 使汽車速度保持穩(wěn)定，將駕駛員從對節(jié)氣門的持續(xù)控制中解脫出來，減輕駕駛員的工作強度。 和防碰撞控制系統(tǒng)（低

14、成本車距傳感器）聯(lián)系 形成 智能車輛道路系統(tǒng) 舉例：巡行控制有四個操作，位于方向盤上 MAIN(開/關)：打開，使之處于備用狀態(tài) SET/COAST(調置/滑行)：達到某希望車速時，推上該開關，進行調置 RES/ACC(再調置/加速)：調置暫時解除狀態(tài)：推上該開關，重新調置上次調置的車速調置狀態(tài)：推上該開關，加速 CANCEL(消除)：解除調置狀態(tài)第46頁/共54頁電子控制懸架系統(tǒng) 傳統(tǒng)的懸架組成：彈性元件，減振器，導向機構作用：車身與車輪之間的彈性連接，衰減和消除車身振動，改善行駛平順性，提高汽車的方向穩(wěn)定性被動式懸架：彈簧剛度和減振器阻尼不變 電控目標為適應汽車在不同行駛狀態(tài)和道路條件對剛

15、度和阻尼變化的要求。 具體控制要求在平整路面上，減少阻尼，提高汽車的平順性在不平路面上行駛，加大阻尼，提高汽車的穩(wěn)定性急轉彎、急加速和緊急制動，旋架應比較硬即剛度大正常行駛時，應使懸架感到比較柔軟 分類半主動懸架：對剛度阻尼、車身高度分級控制主動懸架：連續(xù)變化第47頁/共54頁汽車驅動防滑系統(tǒng) ASR(Accelerate Slip Regulation)加速打滑控制。 作用：是當汽車加速時將滑動率控制在一定的范圍內，從而防止驅動輪快速滑動。它的功能一是提高牽引力；二是保持汽車的行駛穩(wěn)定。 原理：當電腦檢測到某個驅動輪打滑時，就會自動降低發(fā)動機的輸出功率，并對打滑的車輪施加制動，直到車輪恢復正

16、常的轉動。 ESP（Electronic Stabilty Program）電控行駛平穩(wěn)系統(tǒng) 包含ABS及ASR，是這兩種系統(tǒng)功能上的延伸。因此，ESP稱得上是當前汽車防滑裝置的最高級形式。第48頁/共54頁轉向控制 控制目標 改善駕駛員的轉向操縱感覺，減輕駕駛員的體力消耗，提高汽車的轉向能力 要求 既轉向輕便省力，又能較好反饋“路感” 計算機控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，仍能保留人力轉向能力 盡可能減小轉向的動力消耗 分類：根據轉向動力形式分 液壓轉向系統(tǒng)：通過電磁閥對轉向助力進行調節(jié) 電液混合轉向系統(tǒng)：轉向油泵由電動機驅動 電動轉向系統(tǒng)(EPS)：電動機直接驅動轉向機構 四輪轉向系統(tǒng)(4WS) 液壓

17、、機械液壓、電動第49頁/共54頁安全氣囊控制 控制目標 發(fā)生碰撞時，該系統(tǒng)可以在乘員與汽車內部結構之間膨脹開一個氣囊，起緩沖作用，提高乘員安全性，是一種被動安全系統(tǒng)。氣囊在撞擊約50ms內充滿。 安全氣囊系統(tǒng)（ARS）主要組成 輸入：碰撞傳感器， 系統(tǒng)檢測裝置 ECU 執(zhí)行器：充氣組件充氣器壓縮氣體式：氣體壓縮在鋼瓶中氣體發(fā)生式：常用，如疊氮化鈉氣體發(fā)生器，NaN3+Fe2O3氣囊：用尼龍布制成，可裝在前排、后排、側面等位置裝飾蓋和底板第50頁/共54頁導航與全球定位系統(tǒng) 汽車導向系統(tǒng)：又稱導航系統(tǒng) 對飛機和輪船來說，由于周圍無參照物，需要具備確定本身在地圖上的位置，這種能夠確定方位的裝置是導航器。汽車的情況雖有不同，但當汽車在生