汽車拖拉機學2024/10/10《汽車拖拉機學》電氣設備電氣設備第一節電源第二節儀表與指示燈系統第三節照明系統第四節照信號系統第五節空氣調節系統第六節附屬電氣《汽車拖拉機學》2024/10/101照明系統的結構與原理信號系統的結構與原理空氣調節系統的結構與原理重點、難點掌握車用交流發電機原理掌握車用空調制冷原理掌握安全氣囊充氣原理教學要求1.車用交流發電機原理與實踐2.車用空調制冷原理與實踐3.安全氣囊充氣原理課程思政融入點科學精神科技發展創新思維專業能力環保意識課程思政的育人目標“耕讀教育”思政點映射表課程耕讀教育要點耕讀教育映射與融入點教育方法與載體途徑耕讀育人預期成效車用交流發電機原理與實踐1.為何廣泛采用車用交流發電機？2.車用交流發電機是如何產生三相交流電的？3.三相交流電是如何整流為12V直流電的？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學精神科技發展創新思維車用空調制冷原理與實踐1.車用空調是如何實現制冷的？2.車用空調的溫度是如何實現自動控制的？3.為何廣泛采用R134a制冷劑？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT專業能力科技發展環保意識安全氣囊充氣原理1.安全氣囊為何在汽車上得到廣泛應用?如何保護人體安全的？2.安全氣囊是如何實現快速充氣的？3.為何拖拉機上沒有應用安全氣囊？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT安全意識科學精神科技發展使命擔當7

2024/10/10第一節電源8

2024/10/10電氣設備主要包括電源、用電設備、配電裝置3大部分。9一、蓄電池

電源主要包括蓄電池和發電機。1.功用

蓄電池為一可逆直流電源，在汽車拖拉機上與發電機并聯，它的主要功用有以下幾個方面。①發動機起動時，蓄電池向起動機和點火裝置供電。起動發動機時，蓄電池必須在短時間內（5～10s）給起動機提供強大的起動電流（汽油機為200～600A，柴油機有的高達1000A）。②在發電機不發電或因發動機處于低速而使發電機電壓較低時，蓄電池向點火系統及其他用電設備供電，同時向交流發電機供給他激勵磁電流。2024/10/1010

③當用電設備同時接入較多，發電機超負荷時，蓄電池協助發電機共同向用電設備供電。④當蓄電池存電不足，而發電機負載又較小時，可將發電機的電能轉變為化學能儲存起來。⑤蓄電池還有穩定電路網絡電壓的作用。當發動機運轉時，交流發電機向整個系統提供電流，而蓄電池起穩定電氣系統電壓的作用。蓄電池相當于一個較大的電容器，可吸收發電機的瞬時過電壓，保護電子元件不被損壞，延長其使用壽命。2024/10/1011

2.組成

蓄電池的構造如圖16-1所示，車用12V蓄電池均由6個單格電池串聯而成，每個單格的標稱電壓為2V，串聯成12V的電源，向汽車拖拉機用電設備供電。蓄電池主要由極板、隔板、殼體、連條、加液孔蓋和電解液等部分組成。2024/10/1012

3.類型

普通的鉛酸蓄電池也稱為干封蓄電池，此種蓄電池啟用時需加電解液再經初充電后才能使用。

通過對蓄電池的結構、工藝和材料等方面的改進，使其使用性能、維護性能等均有所提高。因此產生了多種新型蓄電池。主要有干荷電鉛蓄電池、濕荷電蓄電池、膠體電解質鉛蓄電池、免維護蓄電池、堿性蓄電池、鈉硫電池、燃料電池、鋅空氣電池和鎘鎳電池等。2024/10/1013二、發電機

1.功用

車用交流發電機有下述3大功能。①發電。用多槽V帶把發動機的旋轉傳輸到帶輪，轉動電磁化的轉子，在定子線圈（電樞繞組）中產生交流電流。②整流。因為電樞繞組中產生的電是交流電，不能直接用于汽車拖拉機上安裝的直流電氣設備。為了利用交流電，用整流器將交流電變為直流電。③調節電壓。電壓調節器對整流器輸出的直流電壓進行調節，使之在發電機轉速或流到各用電設備的電流發生變化時，也能保持電壓穩定。2024/10/1014

2.類型

車用交流發電機是一個三相同步交流發電機，通過硅二極管組成的三相橋式整流電路將電樞繞組所產生的交流感應電流變為直流電流輸出，所以也稱為硅整流發電機。

按總體結構的不同發電機分：普通式、整體式、帶泵式、無刷式、永磁式等多種形式。按磁場繞組搭鐵型式不同發電機分：內搭鐵式和外搭鐵式兩種。2024/10/1015

3.構造

普通硅整流交流發電機由轉子、定子、整流器、端蓋和電刷組件等組成。圖為交流發電機的構造。2024/10/10圖16-2交流發電機的結構1.后端蓋2.集電環3.電刷4.電刷彈簧5.電刷架6.磁場繞組7.電樞繞組8.電樞鐵芯9.前端蓋10.風扇11.V帶輪16

3.構造

發電機的定子又稱為電樞。發電機定子的功用是產生感應電動勢。整流器的功用是將發電機電樞繞組產生的交流電變換為直流電。整流器一般由6只整流硅二極管和安裝二極管的散熱板組成。

電刷組件的功能是給轉子繞組提供勵磁電流。電刷組件由電刷、電刷彈簧和電刷架組成。2024/10/1017

2024/10/10第二節儀表與指示燈系統18一、儀表

車輛儀表的作用主要是使駕駛人實時掌控車輛主要部件的工作狀況，以便正確使用車輛，提高行車、工作的安全性，及時發現和排除可能出現的故障。

車輛上常用的儀表有電流表、燃油表、機油表壓力表、發動機冷卻液溫度表和車速里程表等。在一些采用氣壓制動的車輛上，還裝有氣壓表，許多車輛上還裝有發動機轉速表。2024/10/102024/10/10191.電流表

電流表串聯在充電電路中，用來指示蓄電池充電或放電的電流值，駕駛人據此可判斷電源系統工作是否正常。它的量程以安培為單位，所以也叫安培表。目前車輛電流表的量程范圍有-20～20A、-30～30A、-35～35A、-40～40A、-50~50A等幾種。電流表的種類有很多，在車輛上廣泛使用的是結構簡單、耐振性好，經久耐用的電磁式電流表。20

2.燃油表

燃油表用來指示車輛燃油箱中燃油的存儲量，駕駛人可根據燃油表的示值估計車輛可繼續行駛的里程，判斷是否需要加油。燃油表由裝在儀表板上的燃油指示表和裝在燃油箱上的油面傳感器組成，傳統的燃油表有電磁式和電熱式，現代車輛上使用電子式逐漸增多。2024/10/102024/10/10213.機油壓力表

機油壓力表簡稱油壓表，用于指示發動機機油壓力的大小，駕駛人可根據機油壓力表的示值判斷發動機潤滑系統工作是否正常。

車輛上使用的機油壓力表按其工作原理可分為機械式、電熱式和電磁式等。目前使用較多的是電熱式，電磁式也有少量使用，還有一些車輛上只裝有機油壓力報警裝置，沒有機油壓力表。22

4.發動機冷卻液溫度表（水溫表）

發動機冷卻液溫度表俗稱水溫表，用于指示發動機冷卻液的工作溫度，由裝在儀表板上的溫度指示表和安裝在發動機冷卻系統中的冷卻液溫度傳感器組成。發動機冷卻液溫度表分為電熱式和電磁式兩類，電熱式的使用較多。5.車速里程表

車速里程表用于指示車輛的行駛速度和記錄車輛的行駛里程數。車速里程表分為磁感應式車速里程表和電子式車速里程表2024/10/1023

6.發動機轉速表

在很多車輛裝有發動機轉速表，用于顯示發動機的轉速，駕駛人可以根據發動機轉速表的示值監視發動機的工作狀況，更好地利用發動機的工作特性。在檢查與調整發動機時，也經常需要通過車輛上的發動機轉速表獲得發動機轉速參數。

發動機轉速表主要有傳感器、電子電路和發動機轉速指示表組成。發動機轉速傳感器有磁感應式、光電式和霍爾效應式等多種類型。2024/10/1024

7.組合儀表

在現代車輛上通常將上述儀表組合在一起，組成組合式儀表，并采用新型的電子顯示裝置和驅動電路發展而成電子式組合儀表。它具有信息量大、反應快、精度高、顯示清晰、體積小、占用面積小和便于布置等優點。2024/10/1025

7.組合儀表

一些大型拖拉機也逐漸采用了組合儀表，如上海紐荷蘭拖拉機的組合儀表如圖16-4所示，主要由燃油表、發動機轉速表、車速里程表、作業時間表、冷卻液溫度表和功能指示器等組成，其中功能指示燈又由若干個指示燈組成。

液晶式虛擬儀表發展很快，已在汽車和拖拉機上得到應用。2024/10/1026

現代車輛為了保證行車的安全和提高車輛的可靠性，除了各種儀表之外還裝備有許多指示燈和警告燈。如機油壓力過低、制動系統氣壓過低、制動液液面高度不足、發電機不充電、發動機冷卻液溫度過高、燃油箱存油量過少等的警告燈，以及車輛電子控制系統（如發動機控制系統、制動防抱死控制系統、電子控制變速器、空調系統、安全氣囊系統等）警告燈。這些系統只要在正常工作范圍內，指示燈一直不亮，一旦達到臨界狀態或發生故障時，報警裝置將及時點亮設在組合儀表板（或電子儀表板）上相應的指示燈，發出信號，提醒駕駛人注意或停車檢修。

這些指示燈和警告燈一般均由傳感器及安裝在組合儀表面板上的標有代表不同監測部位符號的紅色、黃色或藍色的警告指示燈組成。這些指示燈系統一般具有自檢測裝置，當點火開關轉到“接通”或“起動”位置時，若燈泡完好，指示燈就會發亮，當系統達到正常工作狀態后自動熄滅。2024/10/10二、指示燈和警告燈27

1.系統壓力類警告燈

系統壓力類警告燈（如機油壓力警告燈、制動系統氣壓過低警告燈、真空增壓制動系統真空度不足警告燈等）的工作原理類似，都是由壓力傳感器、警告燈及相應電路組成，不同點是傳感器的結構差異。2.液量不足類警告燈

發動機工作中的各種運行材料不足警告燈系統（如燃油箱液面警告燈、制動液液面警告燈、清洗液液量警告燈、冷卻液液面警告燈等）的工作原理類同，它們是由液位傳感器、指示燈及相應電路組成。液位傳感器的類型有熱敏電阻式（熱線式）和浮子開關式等。2024/10/1028

2024/10/10第三節照明系統29

為了保證汽車拖拉機在夜間和視線不良條件下的行駛安全和工作可靠，提高平均行駛速度，在汽車拖拉機上裝有照明裝置。而汽車由于其保證行駛的安全性需要，對照明系統的要求比拖拉機要復雜得多。

車輛照明裝置按其安裝的位置和用途的不同，可分為外部照明裝置和內部照明裝置。2024/10/1030一、外部照明裝置

外部照明裝置簡稱外照明，由前照燈、霧燈、倒車燈和牌照燈等組成。各個國家對汽車和拖拉機的外部燈光數量、部位和技術要求都做了明文規定。1.前照燈

前照燈也稱大燈或頭燈，裝在車輛頭部的兩側，用來照亮車前的道路。它是應用光學原理特制的一組照明系統，有2燈制和4燈制兩種配置，光色為白色。

現代車輛的車速較高，前照燈的照明效果直接影響著行車的安全，所以世界各國多以法律的形式規定了前照燈的照明標準，對其燈光強度和配光性能等提出了具體的要求。其基本要求如下：2024/10/1031

①前照燈能提供車前100m以上明亮均勻的道路照明，使駕駛人能看清路面上的障礙物。隨著車輛行駛速度的不斷提高，對前照燈的照明距離要求也越來越遠，現代高速車輛的前照燈照明距離可達到200～250m。

②前照燈不應對迎面而來的車輛駕駛人造成眩目，以免造成交通事故。

③裝備的前照燈應有遠光和近光變換功能；當遠光變為近光時，所有遠光應能同時熄滅。同一輛機動車上的前照燈不得左側和右側的遠光燈和近光燈交叉開亮。2024/10/1032

2.霧燈

霧燈分前霧燈和后霧燈。（1）前霧燈

前霧燈的燈光顏色為白色或黃色，這種光的光波較長，穿透能力強，在霧中能傳播較遠的距離。在有霧、下雪、暴雨或塵埃彌漫等有礙可見度的情況下，前霧燈用來改善車輛前部道路的照明情況，為對面來車提供信號使其易于發現本車輛。前霧燈一般裝在前照燈的下方離地面較低的位置，可使其光束射向靠近地面較淡的霧層里，配光性能符合標準要求，使眩目減至最低限度。（2）后霧燈

后霧燈的顏色為紅色，在大霧的情況下，便于車輛的后方觀察，使車輛更為易見。后霧燈只有在遠光燈、近光燈或前霧燈打開時才能打開。2024/10/1033

2024/10/1034

內部照明裝置主要是為駕駛人在夜間駕駛車輛時觀察儀表、操縱車輛提供照明，為乘員上下車、閱讀等車內活動提供方便。內部照明裝置主要有儀表燈、頂燈、車廂燈、踏步燈和行李艙燈等，分別用于夜間行車的儀表板、駕駛室、車廂、車廂乘員的上下車及打開行李艙時的照明。有的車輛上還裝有工作燈及工作燈插座，用于夜間車輛的維修及其他工作的照明。2024/10/10二、內部照明裝置35

2024/10/10第四節信號系統36一、燈光信號裝置

車輛信號系統的作用是通過燈光和聲響向其他車輛的駕駛人及行人發出警示，以引起注意，確保車輛行駛的安全。信號系統主要由燈光信號裝置和聲響信號裝置兩大類組成。除此，在一些大型貨車的車身和后尾部還需要粘貼反光標志。

燈光信號裝置包括轉向信號裝置、制動信號裝置、危險警告信號裝置和示廓信號裝置等。1.轉向信號裝置

車輛轉彎時使左側或右側轉向燈發出明暗交替的閃光信號，以示車輛轉向。轉向信號裝置主要由轉向燈、閃光器、轉向燈開關和裝在儀表板上的指示信號燈等組成。2024/10/1037

轉向燈是轉向信號的光源，由前轉向燈、側轉向燈和后轉向燈組成，要求顏色為琥珀色。照明強度要求前轉向燈和后轉向燈在白天距其100m處能夠觀察到其工作狀況，側轉向信號燈距其30m處能夠觀察到其工作狀況。2.制動信號裝置

車輛制動時，其尾部的制動信號燈應發出較強的紅光，白天距其100m處能夠觀察到其工作狀況，且其亮度應明顯大于后位燈，以向車輛后方其他道路使用者表明車輛正在制動，警告他們保持安全距離。除了在車尾處的制動燈外，有的車輛還裝有高位制動燈，以使制動信號更加醒目。

制動信號裝置由制動信號燈、制動燈開關及連接電路組成。制動燈開關控制信號燈的亮滅。開關的形式有氣壓式、液壓式和機械式等。2024/10/1038

3.危險警告信號裝置

在車輛行駛中，如遇到危險情況或車輛發生故障不能正常行駛或需緊急停車時，使所有轉向燈同時閃爍作為警告信號，向其他車輛及行人報警。危險警告信號由獨立的開關控制，與轉向信號共用一套燈光、閃光器，也有個別車輛單獨安裝危險警告用閃光器的。危險警告開關將閃光器直接與蓄電池相連，所以其在點火開關切斷（停車）時也可使用。危險警告信號燈和轉向信號燈的閃光頻率應為1.5Hz±0.5Hz，啟動時間小于等于1.5s。且能在某一轉向燈發生故障（短路除外）時，其他轉向燈可繼續工作，但閃光頻率可以不同于上述規定的頻率。4.其他燈光信號裝置

除上述燈光信號外，還有位燈、示廓燈和倒車信號燈等信號裝置。2024/10/1039二、聲響信號裝置

1.喇叭

喇叭按發音動力有氣喇叭和電喇叭兩種。氣喇叭是利用氣流使金屬膜片振動發聲，用在有壓縮空氣源的中型和重型貨汽車或大型客車上。但氣喇叭的音量高，在市區道路上禁止使用，所以車輛上必須裝用電喇叭。電喇叭具有能源方便、結構簡單、維修簡便、容易調整、音質悅耳和聲音洪亮等優點，所以現代車輛應用較多。

目前車輛上使用的電喇叭又有觸點式和電子式兩類。2.倒車蜂鳴器及語音倒車報警器

車輛倒車時除了有倒車警告燈信號外，在有些車上還有倒車蜂鳴器及語音倒車報警裝置，在車輛倒車時，在倒車信號燈亮的同時向行人和其他車輛提供聲響警告。2024/10/1040

2024/10/10第五節空氣調節系統41一、空氣調節系統的作用

現代車用空氣調節系統是耗用發動機的動力，為駕駛人或乘員提供最適宜的空氣環境條件。車用空氣調節的主要作用通風、凈化、加熱、降溫、流速變化和自動控制等。1.通風與空氣凈化功能

由于車內空間小，乘員密度大，容易出現缺氧和二氧化碳濃度過高的情況，從而影響乘員的健康，通風系統可將車外新鮮空氣引進車內，實現車內外通風、換氣的目的。空氣凈化裝置可除去車內空氣中的異味和塵埃等，實現對車內空氣的過濾和凈化。2.調節車內的溫度

在冬季，空氣調節系統中的采暖系統對循環空氣進行加熱、除濕，使車內達到“溫暖”的舒適程度。在夏季，通過制冷系統對空氣進行冷卻降溫，使車內保持“涼爽”的舒適程度。2024/10/1042

3.調節車內的氣流速度

空氣的流速和方向對乘員的舒適性影響很大。冬季，風速大會影響人體保溫，一般舒適的氣流速度為0.15～0.20m/s。夏季，氣流速度大有利于人體散熱降溫，但過大的風速直接吹到人體上，也會使人感到不舒服，因此舒適的氣流速度一般為0.25m/s。4.自動控制功能

現代車輛自動空氣調節系統利用電控系統可以實現車內制冷、采暖和換氣的自動調節，向車內提供冷暖適宜、風量與風向適當的空氣，具有自動對車內環境進行綜合控制的功能。2024/10/1043二、空氣調節系統的分類

車用空氣調節系統主要包括通風裝置、暖風裝置、冷氣裝置、空氣凈化裝置和控制系統5大部分。這些裝置全部或部分地組合在一起，安裝到車輛上，便組成了不同種類的車用空氣調節系統。車用空氣調節系統的分類方法有以下多種：①按功能可將車用空氣調節系統分為單一功能型和冷暖一體式。②按驅動方式可將車用空氣調節系統分為主機驅動式和輔機驅動式。③按調節方式可將車用空氣調節系統分為手動式和自動控制式。④按制冷機結構形式可將車用調節系統分為獨立整體式、組合式和分散式。2024/10/1044三、制冷裝置的組成原理

車用空氣調節系統的制冷裝置主要由壓縮機、冷凝器、儲液干燥器、膨脹閥、蒸發器、高壓軟管、低壓軟管、鼓風機和發動機冷卻風扇等組成，并在裝置內部充有一定量的制冷劑，如圖16-5所示。

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一般冷凝器、冷卻風扇、壓縮機和儲液干燥器設置在駕駛室外側，而蒸發器、膨脹閥、鼓風機常設置在駕駛室內側，均分散安裝在車輛不同部位。車輛空調制冷系統通過制冷劑的循環流動實現制冷功能。壓縮機吸入蒸發器中的中溫低壓制冷劑氣體，并將其壓縮成高溫高壓氣體后送入冷凝器。高溫高壓的氣態制冷劑在冷凝器中與車外空氣進行熱交換（散熱），變成中溫高壓液態制冷劑。從冷凝器流出的中溫高壓液態制冷劑，經儲液干燥器除濕、過濾后輸入膨脹閥。經膨脹閥節流降壓后，其溫度和壓力降低，并送入蒸發器。低溫低壓的液態制冷劑在蒸發器中與車內空氣進行熱交換（吸熱），變成中溫低壓氣態制冷劑。蒸發器周圍的冷空氣被鼓風機吹入車內，降低了車內空氣的溫度。同時，蒸發器中制冷劑蒸氣又被壓縮機吸走。如此循環，將車內空氣中的熱量散發到車外空氣中，從而降低了車內的溫度和濕度。2024/10/1046

2024/10/10第六節附屬電氣47

汽車拖拉機上有許多附屬電氣設備，其主要用于滿足汽車拖拉機的各種需要，以提高其安全性、舒適性和實用性。

附屬電氣主要有電動刮水器、風窗玻璃清洗裝置、電動車窗、電動后視鏡、電動座椅、車載音響設備和安全氣囊系統等。2024/10/10

刮水器的作用是用來清除風窗玻璃上的雨水、雪或塵土，以保證駕駛人能很好地觀察車外道路及其他物體。刮水器有前窗刮水器和后窗刮水器之分。因驅動裝置不同，刮水器有真空式、氣動式和電動式3種。目前車輛上廣泛使用的是電動刮水器。電動刮水器由直流電動機和傳動機構組成。電動機旋轉經蝸輪蝸桿減速和連動機構的作用變成刮水器臂的擺動。

為了保證刮水器的正常工作和正確復位，在進行曲柄和刮水器裝配時應注意正確裝配位置。2024/10/1048一、電動刮水器49

為了更好地消除附在擋風玻璃上的污物，在車輛上設置了擋風玻璃洗滌器，與刮水器配合工作，保證駕駛人有良好的視野。同時，刮水器電路中應具備間歇控制功能。電動刮水器間歇控制的功能，一是與洗滌器配合使用時，可以達到先洗滌后刮的循環刮洗工序，以提高刮洗效果；二是在雨量很小環境下，如果刮水器仍按原來那樣不斷地工作，不僅會引起刮片的顫動，而且也會對玻璃有損傷。2024/10/102024/10/1050

風窗玻璃洗滌器由儲液罐、微型永磁直流電動機、洗滌液泵、軟管、三通、噴嘴及刮水器開關組成。

永磁直流電動機和洗滌液泵構成一個小總成，安裝在儲液灌上，噴射壓力為70～88kPa。噴嘴安裝在風窗玻璃下面，一般有兩個，其噴射方向可以調整，使洗滌液噴射到風窗玻璃的合適位置。二、風窗玻璃清洗裝置51

電動車窗是指以電為動力使車窗玻璃自動升降的門窗。它是由駕駛人或乘員操縱開關接通車窗升降電動機的電路，電動機產生動力，通過一系列的機械傳動，使車窗玻璃按要求進行升降。其優點是操作簡便，有利于行車安全。

電動車窗主要由車窗、車窗升降器、電動機、繼電器和開關等組成。2024/10/10三、電動車窗52四、電動后視鏡

車輛上后視鏡的位置直接關系到駕駛人能否觀察到車后的情況，與行車安全性有著密切的關系。而后視鏡的調整一般來說比較麻煩，采用電動后視鏡，可通過開關進行調整，操作起來十分方便。

電動后視鏡由調整開關、電動機、傳動和執行機構等組成。電動后視鏡的背后裝有兩套電動機和驅動器，可操縱后視鏡上下及左右轉動。通常上下方向的轉動用一個電動機控制，左右方向的轉動由另一個電動機控制。通過改變電動機的電流方向，即可完成后視鏡的上下及左右調整。有的電動后視鏡還具有伸縮功能，由伸縮開關控制伸縮電動機工作，使整個后視鏡回轉伸出或縮回。2024/10/1053五、電動座椅

車輛座椅的主要功能是為駕駛人提供便于操作、舒適而安全的駕駛位置。此外，通過調節座椅還可以改變坐姿，減少長時間乘車的疲勞。

座椅調節正向多功能方向發展，其種類很多，還可以有不同的組合方式。如具有8種調節功能的電動座椅，其動作方式有座椅前后調節、上下調節、座椅前部的上下調節、靠背的傾斜調節、側背支承調節、腰椎支承調節以及靠枕上下、前后調節。

電動座椅前后方向的調節量一般為100～160mm，座位前部與后部的調節量為30～50mm。全程移動所需時間為8～10s。

電動座椅一般由雙向電動機、傳動機構和座椅調節機構等組成。2024/10/1054六、車載音響設備

車載音響系統由天線、接收裝置、聲場修正、可聽頻率增幅和揚聲器