汽车电器电路

第六章　汽车电器电路

一、蓄电池

1.电池的构造及型号

（1）蓄电池构造。现代汽车上使用的蓄电池，一般由6个单格串联而成。每个单格电池的电压为2V，6个单格串联后对外输出标称电压为12V。目前国内外汽油发动机汽车，均选用12V蓄电池。蓄电池主要由极板、隔板、电解液和外壳四部分组成，其构造如图6-1所示。

（2）蓄电池的型号。根据原机械工业部标准JB2599-85《铅蓄电池产品型号编制方法》规定，蓄电池型号由三部分组成，各部分之间用破折号分开，其内容及排列如（图6-2）：

1）串联单格电池数　指一个整体壳体内所包含的单格电池数目，用阿拉伯数字表示。

2）电池类型　根据蓄电池主要用途划分。启动型蓄电池用“Q”表示，代号“Q”是汉字“起”的第一个拼音字母。

3）电池特征　为附加部分，仅在同类用途的产品具有某种特征，而在型号中又必须加以区别时采用。如为干荷电蓄电池，则用汉字“干”的第二个拼音字母“A”表示；如为无需（免）维护蓄电池，则用“无”字的第一个拼音字母“W”来表示。当产品同时具有两种特征时，原则上应按表6-1所示顺序用两个代号并列表示。

表6-1　蓄电池产品特征代号

4）额定容量　是指20A·h的额定容量，用阿拉伯数字表示，单位为A·h（安·时），在型号中可略去不写。

5）特殊容量　在产品具有某些特殊性能时，可用相应的代号加在型号末尾表示。如“G”表示薄型极板的高启动率电池，“S”表示采用工程塑料外壳与热封合工艺的蓄电池。

例如，CA1170P2K2柴油车用型号为6-QAW-100S的蓄电池，是由6个单格串联而成，标准电压为12V，额定容量100A·h的干荷电式免维护蓄电池。

2.电池的维护

为了使蓄电池经常处于完好状态延长其使用寿命，在日常使用中，应注意做好如下维护工作：

（1）定期检查蓄电池安装是否牢固。线夹与极桩的连接是否牢固，并及时清除线夹和极桩上的氧化物。在其表面涂上凡士林或黄油可防止氧化。

（2）经常检查蓄电池表面是否清洁。应及时清除灰尘、油污、电解液等脏物。畅通加液孔盖通气小孔。

（3）定期检查电解液的液面高度。液面一般应高出极板10mm，液面过低时应及时补充蒸馏水。除非确知液面降低是由于电解液溅出所致，否则一般不允许加注硫酸溶液。

（4）检查蓄电池的放电程度。如果放电程度冬季超过25%，夏季超过50%时，就应对蓄电池立即进行补充充电。

（5）定期对蓄电池进行补充充电。不考虑蓄电池放电程度强制性进行补充充电，以保证蓄电池始终保持充足电状态，避免极板硫化。定期补充充电一般为每月一次，城市公共汽车可短些，而长途运输车辆可更长一些。

（6）检查极性。连接蓄电池时，细心查明极性，不要接错。

（7）脱开电池方法正确。脱开蓄电池时。始终要先拆负极（搭铁）电缆。

（8）千万不要把工具放在蓄电池上。它们可能会同时触及两个极桩，使蓄电池短路而引起事故。

（9）每次接通启动机时间不得超过3～5s。再次启动时，应间隔15s以后再进行。

3.蓄电池的故障排除

蓄电池在使用中所出现的故障，多是由于维护和使用不当而造成的。蓄电池的外部故障有壳体或盖子裂纹、封口胶干裂、极桩松动或腐蚀等；内部故障有极板硫化、自放电、内部短路、活性物质脱落、极板拱曲等。下面简单介绍几种常规故障排除方法。

（1）极板硫化。蓄电池极板硫化的主要原因有以下几点：

1）板硫化的主要原因是蓄电池长期处于欠充电（俗称亏电）使用状况　即长期充电不足，或放电后未即时充电，当温度变化时，硫酸铅发生再结晶的结果。

2）电池液面过低，极板上部外露与空气接触而强烈氧化（主要是负极板）　由于汽车在行驶中电解液上下波动与极板氧化部分接触也会生成晶粒的硫酸铅，使极板硫化。

3）电解液密度过高，有害杂质含量大　使极板上生成的PbS04难于溶解而形成极板硫化。

4）蓄电池经常过量放电或小电流深放电　在极板活性物质细孔内层生成平时充电不易恢复的硫酸铅。

对于已经硫化的铅蓄电池，轻度硫化的可用间歇过充电方法消除。硫化比较严重的则应采取去硫化充电方法排除。用快速充电机充电对于消除硫化有较显著的效果。硫化很严重时，只能更换极板或报废。

（2）自放电。充足电的蓄电池，处于静置不工作状态时，其容量自行损耗的现象称为自放电。这种无功的消耗电量是蓄电池的一大缺点。一般充足电的蓄电池在24h损耗的电量不超过0.7%C时，属于正常的自放电。若在24h内超出了耗电限额，则属于故障性自放电。能够引起蓄电池自放电的原因归结起来主要有以下几个方面：

1）蓄电池材料不纯内部含有杂质　引起的自放电。

2）正极板PbO2的分解和负极Pb的自溶　形成的自放电。

3）栅架与有效物质接触　引起自放电。

4）蓄电池盖上积存有电解液、油污　等引起自放电。

5）电解液浓度差　引起自放电。

6）蓄电池内部短路　引起的自放电。

发生自放电故障后，应倒出电解液，取出极板组，抽出隔板，再用蒸馏水冲洗极板和隔板，然后重新组装，加入新的电解液重新充电。

（3）极板短路。隔板损坏、极板拱曲或活性物质沉积过多都会造成极板短路。极板短路的特征是开路端电压低。充电时，电解液温度迅速升高，两端电压和相对密度回升缓慢，且充电末期气泡很少。用高率放电计测量端电压时很低或迅速下降为零。对于极板短路必须拆开，查明原因而排除之。

（4）板活性物质大量脱落。极板活性物质大量脱落多发生于正极板。产生的原因主要是：充电电流过大，电解液温度过高，活性物质膨胀松软而脱落；经常过充电，致使极板孔隙中逸出大量气体，并对极板孔隙造成压力，使活性物质脱落；放电电流过大，接入启动机时间过长，致使极板拱曲引起活性物质脱落；电解液密度过低而冻结使活性物质脱落；另外在汽车行驶中，由于剧烈震动，而使活性物质脱落等。

其特征是电解液混浊，并有褐色物质自底部上浮，蓄电池容量不足。

对于极板活性物质脱落的蓄电池，沉淀物少时，可以清除后继续使用，沉淀物多时，应更换极板。

除以上故障外，还有极板拱曲、负极板硬化、钝化和收缩，正极板栅架腐蚀变形，单格电池极性颠倒，内阻异常增大，电解液非正常减少，密度过高或过低，电解液冻结等等。所有这些故障，都将使蓄电池无法正常工作。应根据具体情况查明蓄电池故障的原因，然后加以排除。

实践证明，蓄电池的故障很少是由于质量低劣而造成的，基本上是由使用保养不当和技术管理不善而造成的。

4.新型电池

启动型铅蓄电池虽然被誉为汽车的传统电源，但仍存在能量低，相对密度小，充电频繁，维修麻烦，寿命较短，受地区气温条件影响较大等缺点。为此，人们长期以来都在不断研制其他类型的汽车用电池，尽量改善汽车电源的性能。下面简要介绍几种有发展前途和推广价值的其他电池：

（1）干荷电铅蓄电池。在极板完全呈干燥状态下能够长期（一般为2年）保存其化学过程中所得到的电量的蓄电池叫作干荷电铅蓄电池。这类电池在注入符合规定的电解液之后，静置20～30min即可投入使用。不需进行初充电，使用方便，是应急的理想电源。

（2）胶体电解质铅蓄电池。在胶体电解质蓄电池中，电解质用经过净化的硅酸钠溶液和硫酸水溶液混合后，凝结成稠厚的胶状物质，故而得名。

这种蓄电池的主要优点是电解质呈胶体状，不流动，无溅出，使用时只需加蒸馏水，不需要调整和测量相对密度值。使用、维护、保管、运输都比较安全和方便。同时，可保护极板活性物质不易脱落。寿命比一般铅蓄电池长20%以上。其缺点是内阻较大，启动容量较小，自放电程度较高。

（3）免维护蓄电池。免维护蓄电池是现代汽车上广泛使用的一种新型蓄电池，或称为MF蓄电池。这种新型蓄电池20世纪70年代后期进入国际市场，并得到迅速发展。

免维护蓄电池的含义是，在汽车合理使用过程中无需加水，只要把电池装好就一了百了，名副其实的免维护。无论任何高温或低温天气都有足够的电力启动汽车，结构坚固耐用，保护装置多。市内短途车可行驶35万～43万km，长途货车可行驶40万～48万km，不需进行维护，可用3.5～4y不必加水，极桩基本没有腐蚀，自放电少，在车上或储存时不需要进行补充充电，是一种先进的新型汽车电源。

二、交流发电机与电压调节器

1.交流发电机的构造

目前国内外生产的汽车交流发电机的结构基本相同，都是由三相同步交流发电机和硅二极管整流器两大部分构成。图6-3所示为交流发电机的组件图。

（1）三相同步交流发电机。三相同步交流发电机的作用是产生三相交流电。它主要由转子、定子、前后端盖、风扇及皮带轮等组成。

1）转子　转子是三相同步交流发电机的旋转磁场部分。它是由转轴、两块爪形磁极、磁轭、激磁绕组、滑环等部件构成，如图6-4所示。

①转轴：用优质钢车削而成，中部有压花，一端有半圆键槽和米制螺纹。

②导磁用的磁轭：用软磁材料的低碳钢制成，压装在转轴的中部。

③激磁绕组：用高强度漆包铜线绕一定匝数而成，套装在磁轭上，两个线头分别穿过一块磁极的小孔与两个滑环焊固。

④磁极：为爪型，又称鸟嘴形，用低碳钢板冲压或用精密铸造浇铸而成。两块磁极各具有数目相等的爪极。国产JF系列交流发电机都做成6对磁极，爪极互相交错压装在激磁绕组和磁轭的外面。

⑤滑环：由导电性能优良的铜制成，两个滑环之间及与转轴之间均用云母绝缘。滑环与装在后端盖上的炭刷相接触。

当炭刷与直流电源接通时，激磁绕组中便有激磁电流流过，产生磁场，使得一块爪极被磁化为N极，另一块爪极为S极，从而形成了六对相互交错的磁极。转子磁场的磁力线分布如图6-5所示。

2）定子　定子又称电枢，是三相同步交流发电机产生三相交流电的部件。它由铁芯和三相绕组组成。定子铁芯由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠成，硅钢片厚度为0.5～1mm。定子槽内置有三相绕组，绕组用的是高强度漆包线，作星形连接。为使三相绕组中产生大小相等，相位相差120°（电角度）的对称电动势，在三相绕组的绕法上需要遵循以下的原则：

①使三相电动势大小相等：每相绕组的线圈个数和每个线圈的节距与匝数都必须完全相等。

②使三相电动势在相组上互差120°：三相绕组起端A、B、C（或末端X、Y、Z）在定子槽内的排列，必须相隔120°电角度（即两个槽的宽度）。

③端盖：端盖分前端盖（驱动端盖）和后端盖（整流端盖），其作用是支承转子，安装和封闭内部构件。前后端盖均用非导磁材料铝合金制成，漏磁少，质量轻，散热性能好。端盖的中心有球轴承，外围有通风孔和组装螺孔。

前端盖有突出的安全臂和调整臂，由于它的外侧为驱动发电机旋转的皮带轮，所以又称驱动端盖。

后端盖内装有刷和刷架。国产交流发电机的电刷架有两种结构，一种电刷架可直接从发电机的外部拆装，如图6-6（a）所示；另一种则不能直接在电机外部进行拆装，如图6-6（b）所示。目前多采用外装式。

④风扇：风扇用1.5～2mm厚的钢板冲制而成，并用半圆键装在前端盖外侧的转轴上。发电机的后端盖上有进风口，前端盖上有出风口，当皮带轮与风扇一起旋转时，使空气高速流经发电机内部进行强力通风冷却。

⑤皮带轮：皮带轮是利用皮带将发动机的转矩传给转子，通常用铝合金制成。一般分为单槽和双槽两种，利用风扇半圆键装在风扇外侧的转轴上，并用弹簧垫圈和螺母紧固。

（2）整流器。硅整流器的作用是将三相交流电变为直流向外输出，它由1块元件板和6只硅二极管组成。

1）元件板　元件板又称散热板，用铝合金制成月牙形，如图6-7所示。

元件板与后端盖用尼龙或其他绝缘材料制成的垫片隔开，并用螺栓通至后端盖外部，作为发电机的火线接线柱“B”（“＋”、“A”或“电枢”接线柱）。元件板上压装三个硅整流二极正管。

2）硅整流二极管　交流发电机的整流器，由6只硅二极管组成。二极管的内部结构、外形和表示符号如图6-8所示。其引线和外壳分别是它的2个电极。

目前国内外采用的交流发电机多为负极搭铁。压装在后端盖上的3只硅二极管，其引线为二极管的负极，外壳为正极，俗称负极管或反烧管，管壳底上打有黑色标记；压装在元件板上的三只硅二极管，其引线为二极管的正极，外壳为负极，俗称正极管或正烧管，和壳底上打有红色标记。

6只硅二极管的安装如图6-9所示。硅二极管的型号、技术参数见表6-2。硅二极整流管的外形尺寸及安装孔径见表6-3所示。

表6-2　国产汽车用硅二极管的主要技术参数

注：Z表示整流用；Q表示汽车用；数字表示在规定条件下额定正向电流的平均值（A）。

表6-3　汽车用硅二极管的外形尺寸及配合安装孔径

2.电压调节器

交流发电机的硅二极管具有单向导电特性，有阻止反向电流的作用，所以不需要另设逆电流截流断电器。另外，交流发电机具有自动限制最大的电流的能力，不需要电流限制断电器。但交流发电机的转子转速及负载在很大范围内变化，均可引起发电机的输出电压发生较大变化，因而不能满足用电设备的工作需要。基于上述原因，为了保证用电设备正常工作，防止蓄电池过充电，交流发电机必须配用电压调节器，使其输出电压保持稳定。

（1）触点式电压调节器。触点式电压调节器又称振动式电压调节器，有双级式和单级式之分，其基本原理都是通过改变触点闭合或断开的时间长短来改变励磁电流的大小。

（2）电子电压调节器。电子电压调节器可分为晶体管调节器、集成电路（IC）调节器两种，比触点式电磁振动式调节器好，其优点如下：

1）结构简单、工作可靠、故障少　电子调节器都是由晶体三极管、二极管、稳压管或集成电路以及电阻、电容等电器元件组成。它既无触点又无线圈，更无振动部件，所以不但结构简单，而且不可能产生触点烧蚀、氧化、溶焊、绕组损坏及振动机构失灵等现象，因此电子调压器性能可靠、故障少，不必经常维修和调整。

2）由于电子调节器没有触点，故不会产生触点火花因而对无线电设备的干扰减少。

3）使用寿命长　电子调节器的结构形式一般有两种：一种为可拆式，它的盖子与底座是用螺钉联接的，可拆开检修或更换元器件；另一种是密封式的，不可拆卸。电子元器件装入后用树脂封装起来。如果损坏，只能更换调节器总成。

3.交流发电机与电压调节器的使用维护与故障排除

（1）电压调节器的维护。需做以下工作：

1）双极触点式调节器的检查与调整

①检查触点：是否氧化、烧蚀，电阻是否烧断以及线圈有无断路、短路故障，线圈及电阻阻值参数应符合出厂规定值。

②调整间隙：衔铁与铁芯的间隙约为1.1～1.3mm，高速触点间隙约为0.25～0.40mm。如不符合规定可移动支架进行调整。

2）晶体管电压调节器的检查　对晶体管电压调节器进行检查前，应先了解调节器的电路特点及搭铁极性，再确定相应的测试方法。

①内搭铁式晶体管电压调节器的测试：将可调直流电源与调节器按图6-10所示的线路接好，再逐步提高电源电压。当电压达到6V左右时，指示灯点亮。断续提高电源电压，当电压达到13.5～14.5V时，指示灯应熄灭，此时电压即为调节器的调节电压。若灯不亮或发电机电压超过规定值后，灯仍不熄灭，则是调节器的故障。

②外搭铁式晶体管电压调节器的测试：外搭铁式交流发电机工作时，磁场绕组通过调节器搭铁，具体测试线路连接见图6-11。由于其测试方法与内搭铁式晶体管电压调节器的测试方法完全相同，具体请参见内搭铁式晶体管电压调节器的测试。

3）集成电路电压调节器的检查　在检查集成电路电压调节器之前，必须弄清楚集成电路电压调节器引出线的根数以及接线方法，以防将电源极性接错。否测加上则试电压以后，调节器会瞬时短路而损坏。有条件的应使用集成电路检查仪测试集成电路调节器。一般情况下可以按下述方法测试集成电路电压调节器。

①3引线集成电路电压调节器的测试：3引线集成电路电压调节器采用发电机电压检测法。测试电路见图6-12。3根引线要连接正确。图中只有一个3～5Ω的电阻，可变直流电源的调节范围为0～30V。按图连好线以后，逐渐增加直流电源电压，该直流电压值由电压表V2指示。当V2指示值小于调节器调节电压值时，V1电压表上的电压值应在0.6～1V的范围内；当V2指示值大于调节器调节电压值时，V1表上的电压值应为V2的值。调节时，注意V1调节电压值不能超过30V。调节器的调节电压值：14V系列的为14～25V，28V系列的为28～30V。

②4引线集成电路电压调节器的测试：4引线集成电路电压调节器采用蓄电池电压检测法。测试电路见图6-13。图中元件参数与3引线集成电路电压调节器的测试电路中的元件参数相同，测试方法也相同。V2读数小于调节电压值时，V1读数为0.6～1V；V2读数大于调节电压值时，V1读数与V2一致。

要指出的是，图中调节器的引出线字母符号多为国外生产厂家采用，对应到实际接线，B＋与发电机输出端引线相连，D＋与点火开关引出线相连接，D—相当于搭铁线，F与发电机磁场绕组相连。

在上述两种测试中，如果电压表的读数不符合上述规定范围，说明集成电路调节器内部存在故障，这时只有更换调节器。

（2）发电机的检修

1）解体与清洗　首先将发电机表面清理干净，旋下两端盖之间的拉紧螺栓，取出外装式电刷盒。然后，拆下后端盖轴承小护盖，用挤压或轻击的方法，分离转子、定子、后端盖，取出后轴承。用同样方法将前端盖从转子轴上取下，拿出前轴承。最后依次解体各总成。除绝缘部件外，所有零件均用汽油或煤油清洗干净，擦干待修。

2）转子检查

①检查激磁绕组的短路或断路：用万用表测量线圈的电阻，两表针分别触在两滑环上，如图6-14所示。

正常阻值为2.6～6Ω（不同型号发电机略有差别）。如果阻值小于正常值即为短路，若阻值为无限大，则为线头脱焊或断路。

②激磁绕组和滑环搭铁检验：万用表电阻挡置于R× 10K挡，两表针分别触轴和滑环，如图6-15所示。表针指在无限大为良好。若有限值说明有搭铁故障，应检修。

③转子摆差检验：用百分表检验转子摆差，其值小于0.10mm为合格，如图6-16所示，否则应校正。

④滑环的厚度：不小于1.5mm，圆度误差不超过0.025 mm，表面粗糙度不得高于2.5μm，否则应更换。

3）定子检查　用万用表按图6-17所示方法，检查定子绕组是否断路。按图6-18的方法，检查定子绕组是否搭铁。

4）检查整流二极管　在检查硅二极管时，应首先将定子线圈的引线与二极管连线拆开，然后用万用表R×1挡测量每个二极管的正反向电阻，其正向电阻约为8～10Ω，反向电阻无穷大为好，如图6-19所示。否则，说明二极管有故障。

5）检查电刷和电刷架　电刷长度不得小于10mm，否则应及时更换。电刷架应无裂纹等故障。

6）动态检测　可在试验台上进行发电机空载试验和负荷试验，测出发电机在空载和满载情况下发出额定电压时对应的最小转速，从而判断发电机的工作是否正常。试验线路见图6-20。

①空载试验：将待试发电机固定在试验台上，由另外的调整电动机拖动。合上开关S1，同蓄电池供给发电机励磁电流进行他励，当发电机转速为1000r/min（用转速表测量）时，对12V电系发电机电压应为14V，对24V电系发电机电压应为28V。

②负荷试验：断开开关S1，发电机转为自励，合上开关S2，调节可调电阻R，在发电机转速为1000r/min时，发电机电压应大于12V或24V；在发电机转速为2500r/min时，电压应达到14V或28V，电流应达到或接近该发电机的额定电流。

7）发电机的就车检验　发电机还可以在汽车上进行试验。将蓄电池搭线暂时拆下，把一块0～40A的电流表串接到发电机火线B接线柱与火线原接线之间，再把一块0～50V的电压表接到B与E之间，再恢复蓄电池的搭铁线，以保证操作安全。启动机启动发动机，并提高转速，当发电机转速为2 500r/min时，电压应在14V 或28V以上，电流应为10A左右。此时打开前照灯、雨刮器等负荷，电流若为20A左右，则表明发电机工作正常。

8）整流波形的试验用示波器（通用型）测试交流发电机的整流波形，也可判断定子绕组和整流电路的故障。各种故障波形如图6-21所示。

（3）交流发电机常见故障排除

1）不充电

①故障现象：发电机在任何转速下运转时，充电指示灯均亮，蓄电池很快出现乏电现象。

②故障原因：有以下原因：

a.发电机传动带过松或严重打滑。

b.发电机“电枢”或“磁场”接线柱松脱、过脏、绝缘损坏或导线连接不良。

c.发电机内部故障。滑环绝缘击穿，定子或转子线圈短路、断路，电刷在电刷架内卡滞，整流器损坏等。

d.充电指示灯接线搭铁。

③故障的诊断与排除：用以下方法排除故障：

a.检查发电机传动带是否过松或存在严重打滑现象。若过松应按规定重新调整；如果沾有油污造成打滑，应清洗带轮并更换传动带。

b.检查各连接线连接是否正确、牢固，有无断路或短路现象，不符合要求时应重新连接好。

c.上述检查符合要求时，表明故障在发电机内部，应检查电刷是否在电刷架内卡滞或与集电环接触不良；拆下调节器测量机及调节器各接线柱间的电阻值，检查发电机定子及转子绕组、整流元件等是否断路、短路或搭铁等，并视情况予以修复。

2）充电电流过小

①故障现象：发动机中速及中速以上运转时，充电指示灯方能熄灭，打开前照灯，灯光暗淡，按喇叭声音很小。

②故障原因：有以下原因：

a.发电机传动带过松或打滑。

b.充电线路接触不良。

c.发电机内部故障。电刷磨损过甚，电刷与集电环接触不良；个别二极管断路；定子绕组某相连接不良、短路或断路；转子绕组短路等。

d.电压调节器工作不良。

③故障的诊断与排除：用以下方法排除故障：

a.检查并调整发电机传动带松紧度，传动带磨损严重时应予以更换。

b.检修充电线路，保证其连接可靠。

c.检查电刷磨损是否过甚，弹簧弹力是否过小，并视情况更换新件；集电环脏污应清理干净。

d.用万用表检查定子、转子绕组及整流元件，损坏时应予更换。

e.检查并视情况更换电压调节器。

3）充电电流过大

①故障现象：车辆使用过程中，车灯特别亮，易烧坏灯泡，蓄电池电解液消耗过快，发电机及点火线圈容易过热。

②故障原因：有以下原因：

a.电压调节器损坏。

b.发电机转子线圈搭铁。

③故障的诊断与排除：用万用表检查发电机的输出电压，电压过高时，应检查磁场（转子）线圈是否搭铁。线圈良好时，应更换电压调节器。

4）充电不稳

①故障现象：发动机在怠速以上转速运转时，充电指示灯时亮时灭。

②故障原因：有以下原因：

a.发电机传动带打滑。

b.充电线路或磁场接线柱松动。

c.发电机内部故障。集电环脏污；电刷磨损过甚与集电环接触不良；电刷弹簧弹力过弱；发电机内部接线接触不良等。

d.电压调节器内部元件即将断路或短路。

③故障的诊断与排除：用以下方法排除故障：

a.检查并调整发电机传动带的松紧度，传动带磨损严重时应予更换，传动带轮沾有油污应清洗干净。

b.检查充电线路连接是否松动，并重新进行紧固。

c.检修电刷总成及发电机内部接线连接质量。

d.以上检查均正常时，应更换电压调节器。

5）充电指示灯不亮

①故障现象：接通点火开关后，充电指示灯不亮或暗红。

②故障原因：有以下原因：

a.充电指示灯灯泡烧坏。

b.充电指示线路断路或短路。

c.点火开关损坏。

d.转子绕组断路。

e.电压调节器损坏。

③故障的诊断与排除：用以下方法排除故障：

a.检查充电指示线路连线有无松脱，并重新连接好松脱部位。

b.接通点火开关，用试灯逐段进行检查；试灯一端接地（搭铁），另一端接点火开关输入端，试灯不亮表明点火开关输入端之前断路或短路；试灯亮表示该段正常。再将试灯接点火开关输出端，灯不亮表明点火开关损坏；灯亮表明点火开关正常。再将试灯接“D＋”接线柱检查，试灯不亮表明充电指示线路断路或短路，或充电指示灯灯泡烧坏；试灯亮表明发电机内部损坏，即转子绕阻断路或电压调节器损坏。据以上检查结果，应予排除或更换新件。

三、启动机

1.启动机的构造

启动机由直流串励式电动机、传动机构和控制装置三个部分组成，如图6-22所示。

（1）直流串励式电动机。电动机的作用是将蓄电池输入的电能转换为机械能，产生电磁转矩。

（2）传动机构。传动机构又称启动机离合器、啮合器，其作用是在发动机启动时使启动机轴上的小齿轮啮入飞轮齿环，将启动机的转矩传递给发动机曲轴；在发动机启动后又能使启动机小齿轮与飞轮环自动脱开。

传动机构有滚柱式、弹簧式、摩擦片式等。

（3）控制装置。控制装置即电磁开关，其作用是接通和切断电机与蓄电池之间的电路，同时还能接入和切断点火线圈的附加电阻。

2.启动机的驱动保护电路

发动机启动后，若驾驶员未及时断开启动开关，就会造成单向离合器的磨损和蓄电池电能的消耗。若发动机进入正常运行状态，不慎再将启动开关接通，就会造成启动机驱动齿轮与旋转着的曲轴飞轮强行啮合，从而造成齿轮加速损坏。为了避免上述情况出现，在启动电路中设置保护电路。保护电路应起的作用是：发动机一旦启动，应能使启动机自动停止工作；发动机正常工作后，即使将启动开关误接通，启动机也不会工作。

现代汽车的驱动保护电路都是依靠发电机来实现其作用的，一般采用控制继电器（或组合继电器）作为对驱动电路的保护。由于车型不同，其具体的驱动保护电路也不尽相同，现以解放CA1091型汽车所采用的驱动保护电路为例对其保护原理进行说明。

图6-23所示为解放CA1091型汽车采用的驱动保护电路。

解放CA1091型汽车启动机配以组合继电器，它是由启动继电器和充电指示控制继电器组合而成。启动继电器具有一对常开触点，用来接通和切断吸引线圈和保持线圈电流通路。充电指示灯控制继电器有一对常闭触点，其磁化线圈由发电机中性点供电，它的作用一是控制充电指示灯的亮灭，从而显示发电机工作状态；二是对启动电路自动保护。启动继电器磁化线圈经充电指示控制继电器触点搭铁。

驱动保护原理如下：

当点火开关转至启动挡位时，启动继电器磁化线圈电路接通，其电路是：蓄电池正极——电流表——点火开关——组合继电器接柱S——启动继电器磁化线圈——充电指示控制继电器触点搭铁——蓄电池负极。启动继电器触点闭合，接通吸引线圈和保持线圈电流通路，于是启动机开始工作。

发动机一旦发动后，发电机建立电压，其中性点同时具有一定数值的电压作用于充电指示控制继电器磁化线圈形成电流，其电路是：定子绕组——中性点——组合继电器N接柱——磁化线圈——接柱E搭铁——正向导通二极管——定子绕组。当中性点电压升高到一定数值后，磁化线圈通过电流使铁心产生的吸力吸开触点，从而将启动继电器磁化线圈电路切断，使触点张开，启动机便自动停止工作。

发动机正常工作后，若再误接通启动开关，启动机也不会工作。因为此时，发电机已正常对外供电，中性点始终保持足够的电压值，使充电指示控制继电器触点总是处于张开状态，启动继电器触点不再闭合，启动机更不会工作，从而实现了对启动机的保护。

3.启动机的正确使用与维护

（1）启动系的正确使用。启动发动机时，蓄电池要给启动机提供很大的电流，汽油机需200～600A，柴油机需1000A以上，启动机又是按短时间内输出大功率而设计制造的，为确保它能迅速、可靠、安全地启动发动机，并尽量延长使用寿命，在使用中必须注意以下事项：

1）经常保持蓄电池处于充足电的状态　保持蓄电池、启动机、启动开关等连接牢固，接触良好。

2）发动机启动时，每次接通启动机的时间不得超过5s

连续再次启动时应停歇10～15s，连续3次以上启动应在检查启动系统是否有故障的情况下，停歇5min以上再启动，否则启动机易烧毁。

3）启动时　应挂入空挡或踩下离合器，严禁挂挡启动。

4）发动机启动后　应立即松开点火开关，使驱动齿轮及时退出，以减少单向离合器的磨损。严禁在发动机旋转时使用启动机。

5）冬季和低温地区在进行冷机启动时　应先将发动机进行预热后，再用启动机启动。

6）发动机启动后　如果启动机不能停转，应立即关闭电源总开关或拆开蓄电池搭铁线。

（2）启动系维护要点。按汽车维护制度的规定，应定期对启动机进行维护，维护作业要点如下：

1）日常维护　应保持启动机各部的清洁、干燥、连接牢固、接线柱及导线绝缘良好。

2）二级维护　要做以下工作：

①汽车每行驶3000km时：应检查与清洁换向器，擦去换向器表面的碳粉和脏污。

②汽车每行驶5000～6000km时：应检查测试电刷的磨损程度以及电刷弹簧的压力，均应在规定范围之内。

电刷的接触面积应大于60%，否则应研磨或更换。电刷高度不得小于7～10mm，否则应换新，如图6-24所示。

用弹簧秤测量电刷架弹簧张力，如图6-25所示，应符合标准值，张力过弱应更换。

③轴承：润滑启动机的轴承。

④保养：每年对启动机进行一次解体性保养。

（3）启动系的常见故障及排除。启动系的常见故障现象、产生故障的原因以及排除方法，如表6-4所示。

表6-4　启动系的常见故障及排除

续表

四、汽车点火系统

汽车点火系统按结构形式分为触点式点火系统（传统点火系统）、电子点火系统和微机控制的点火系统三种类型。

1.传统点火系统

（1）传统点火系统的组成。传统点火系统主要由电源、点火开关、点火线圈、分电器、火花塞等组成，如图6-26所示。

1）电源　电源为蓄电池和发电机，供给点火系统所需电能，标称电压一般是12V。

2）点火开关　点火开关的作用是接通或断开点火系统初级电路。

3）点火线圈　点火线圈即变压器，其功用是将蓄电池12V的低压电变为15～20kV的高压电。

4）分电器　分电器的功用是接通和切断低压电路，使点火线圈及时产生高压电，按发动机各气缸的点火顺序送至火花塞；同时可调整点火时间。

5）电容器　减小断电器触点的火花，防止触点烧蚀，延长其使用寿命，同时加速点火线圈中磁通的变化速率，提高点火高电压。

6）火花塞　其功用是将高压电引入燃烧室产生电火花，点燃混合气。

7）高压导线　用以连接点火线圈至分电器中心电极和分电器旁电极至各缸火花塞。

（2）传统点火系统的工作原理。传统点火系统是利用电磁感应原理，把来自蓄电池或发电机的12V低压电转变为15～20kV的高压电，并按一定规律送入各缸火花塞，击穿其电极间隙点燃混合气。其工作原理如图6-27所示。

发动机工作时，断电凸轮在配气凸轮轴的驱动下而旋转交替将触点闭合或打开。接通点火开关后，在触点闭合时初级线圈内有电流流过，并在线圈铁芯中形成磁场。触点打开时，初级电流被切断，使磁场迅速消失。此时，在初级线圈和次级线圈中均产生感应电动势。由于次级线圈匝数多，因而可感应出高达15～20kV的高电压。该高电压击穿火花塞间隙，形成火花放电，点燃混合气。

2.电子点火系统

电子点火系统是指利用晶体三极管或晶闸管作为开关，控制点火线圈一次电流通或断的点火系统。自20世纪80年代以来，汽车上广泛应用无触点电子点火系统。目前所说的电子点火系统均指无触点电子点火系统。其分类方法如下：

按点火信号发生器的类型分类。按点火信号发生器类型不同，常见的电子点火系统可分为磁感应式、霍尔式和光电式电子点火系统三种类型。

（1）磁感应式电子点火系统。磁感应式信号发生器又称为磁感应式传感器，其突出优点是结构简单，工作可靠。但其输出信号在发动机低速时不如霍尔传感器准确可靠。北京切诺基BJ2021、北京BJ2020、解放CA1092、东风EQ1092、丰田等汽车采用了磁感应式电子点火系统。

（2）霍尔式电子点火系统。霍尔式信号发生器用霍尔元件制成，又称为霍尔效应式信号发生器或霍尔式传感器，其突出优点是输出信号准确可靠，不受发动机转速影响。桑塔纳、捷达、奥迪100、红旗CA7220、解放CA1040、CA6440等型汽车都采用了霍尔点火系统。

（3）光电式电子点火系统。光电式信号发生器又称光电式传感器，是利用发光元件（发光二极管）和光电转换元件（光电晶体管）制成的传感器。由于发光元件和光电转换元件的工作性能受环境条件（如灰尘、油污和光照）影响较大，而汽车工作环境又十分恶劣，这就要求光电传感器必须安装在密封良好的环境内，因此，采用光电式电子点火系统的汽车较少，国产猎豹、日本三菱吉普车采用了光电式电子点火系统。

3.微机控制的点火系统（ESA）

（1）微机控制的点火系统概述。微机控制的点火系统是使用无触点电子点火系统之后，点火系的又一大进步，其特点是将点火提前角的机械调节方式改变为电子控制方式，增加了爆震控制内容，能使发动机获得最佳的燃烧，提高了发动机的动力性、经济性，减少了排放污染。在发动机控制系统中，点火控制包括点火提前角控制、通电时间（闭合角）控制和防爆震控制三个方面。

普通电子点火系统对点火时刻的控制与传统点火一样，是靠装在分电器上的离心式和真空式点火提前装置来控制的。这两种装置由于受其机械结构及性能的限制，调节能力是有限的，很难实现点火提前角随发动机的转速、负荷、启动及怠速、水温、汽油的辛烷值、压缩比等的不同而精确调节，有时为了避免大负荷时的爆燃，不得不减小点火提前角。因而它只能使发动机在某些工况下接近于最佳点火角，而在其他许多工况下的点火提前角，实际上是处于过小的状态，使发动机不在最佳的燃烧状态下工作，从而影响了发动机功率的充分发挥。

由于点火时刻对发动机的动力、油耗、排放污染、压缩比、大气压力、冷却水温度、空燃比、爆燃、行驶的稳定性等都会产生直接影响。因而为了满足各种工况的要求，使发动机工作时其动力性和经济性达到最佳、排放污染最小，就必须用大量的工况信息，并及时处理后输出相应的控制信号，以控制最佳点火时刻，显然普通电子点火系统是无法胜任的，只有采用微机及自动控制技术才能使点火时刻控制在最佳状态。

微机控制点火系统或叫电子点火提前（ElectronicSpark Advance）控制系统，即ESA，引入微机控制技术，并由单独控制系统发展成为现代的集中控制系统。使得点火时刻的控制，通电时间的控制及防爆燃的控制等，能达到比较理想的控制精度。现今，国产奥迪、桑塔纳轿车和北京切诺基吉普车型的发动机均采用了这种微机控制点火系统。

（2）微机控制点火系统的组成。微机控制点火系统主要由各类传感器、电子控制单元（ECU）和点火执行器三部分组成。图6-31是有分电器的微机控制点火系统的组成示意图，图6-32是无分电器的直接点火系统的组成示意图。

图6-33为微机控制点火系统的组成框图。传感器是用来检测与发动机点火有关的各种工况信息的装置。点火执行器是由电子点火器、点火线圈、分电器及火花塞组成。有些发动机无点火器，点火控制电路就在发动机ECU内。随着汽车生产厂家、生产年代的不同，结构虽有所不同，但都大同小异。各部分的功能见表6-5。

表6-5　ESA系统各组成部分的功能

微机控制点火系统（ESA）主要电路：

1）点火确认信号（ICf信号）发生电路　当点火线圈初级电流切断时，产生反电动势触发IGf信号发生电路，使其输出一个点火确认信号（IGf）给ECU。IGf信号也称为点火安全信号。

在电喷发动机中，喷油器的驱动信号来自转速与曲轴位置传感器，如果点火系统出现故障使火花塞不能点火，而该传感器工作正常时，喷油器会继续喷油。为避免这种现象的发生，当IGf信号连续3～6次没有反馈给ECU时，ECU就判断此时发动机已熄火，并向EFI系统的喷油控制电路发出中断供油的指令，以防浪费燃油、再启动困难以及行驶时三元催化转换器过热等现象的发生。

2）过电压保护电路　当汽车电源供电电压过高时，该电路使点火器放大电路中的功率晶体管截止，以保护点火线圈与功率管。

3）闭合角控制电路　闭合角也称接通角，是指点火线圈初级电路的通电期间曲轴转过的角度。

闭合角控制电路可控制点火器中功率管的导通时间，即控制点火线圈初级电路的通电时间，以保证次级电路产生合适的点火高压。

4）锁止保护电路　也称发动机停转断电保护电路。如发动机熄火而点火开关仍接通，一般在点火线圈和功率管的导通时间超过预定值时，该电路控制功率管截止，切断初级电路的电流，以保护点火线圈和功率管不被烧坏，并避免不必要的电能消耗。

5）恒流控制电路　保证在任何转速下，在极短的时间内，使点火线圈初级电流都能达到规定值（一般为6/u7A），以减少转速对次级电压的影响，改善点火性能。同时，还可防止因初级电流过大而烧坏点火线圈，这是因为ESA系统采用了高能点火线圈，其初级电路取消了附加电阻，且初级线圈电阻很小，初级电流从通电开始到断路时可达到很大值。

6）加速状态检测电路　当发动机转速急剧上升，该电路对这种加速状态进行检测，将检测到的状态信号输送给闭合角控制电路，使其中的功率管提前导通，以增大闭合角。

（3）微机控制点火系统的工作原理。发动机运行时，ECU不断地采集发动机的转速、负荷、冷却水温度、进气温度等信号，并与微机内存储器中预先储存的最佳控制参数进行比较，确定出该工况下最佳点火提前角和初级电路的最佳导通时间，并以此向点火控制模块发出指令。

点火控制模块根据ECU的点火指令，控制点火线圈初级回路的导通和截止。当电路导通时，有电流从点火线中的初级线圈流过，点火线圈此时将点火能量以磁场的形式储存起来。当初级线圈中的电流被切断时，在其次级线圈中将产生很高的感应电动势（15～30kV），经分电器送到工作气缸的火花塞，点火能量被瞬间释放，并迅速点燃气缸内的混合气，发动机完成做功过程。

此外，在带有爆震传感器的点火提前角闭环控制系统中，ECU还可根据爆震传感器的输入信号来判断发动机的爆震程度，并将点火提前角控制在爆震界限的范围内，使发动机能获得最佳燃烧。

五、照明系统与电器附件

1.汽车照明灯

为了保证汽车的安全行驶，提高运输效率，在汽车上装有多种照明设备和灯光信号装置，按其安装位置和用途不同，可分为：外部照明装置、内部照明装置和汽车灯光信号装置。

（1）前照灯。前照灯俗称大灯，装在汽车头部的两侧，用来照亮车前的道路，与其他照明灯相比有比较特殊的光学结构。根据国家交通法规规定，前照灯应保证车前有明亮均匀的照明，使驾驶员能辨明车前100m（或更远）内道路上任何障碍物；且应具有防炫目装置，以免两车迎面相遇时，使对方驾驶员目炫而发生事故。前照灯由光源（灯泡）、反射镜、配光镜（散光玻璃）三部分组成。

1）灯泡　目前汽车前照灯用灯泡有普通灯泡和卤钨灯泡，见图6-34。两种灯泡灯丝均用熔点高发光强的钨制成。在普通玻璃灯泡的外壳内充满了惰性气体以减少钨受热后的蒸发，延长使用寿命，保证发光强度。但这种灯泡因不能阻止钨的蒸发，使用日久时会造成钨沉积在玻璃壳上的“黑化”现象。在卤钨灯泡内惰性气体中加入了一定量的卤素物质（如碘、溴），受热蒸发的钨与卤素反应生成一种易挥发的卤化钨，这种化合物扩散到灯丝附近的高温区时会分解，钨又重新回到钨丝上去。分解出的卤素再与蒸发出的钨化合，避免了黑化现象。另外，卤钨灯泡体积小，泡壳用耐高温、机械强度高的石英玻璃制造，使壳内气体压力增高，进一步抑制了钨的蒸发。因此，卤钨灯泡发光强度高，使用寿命长。为满足汽车前照灯的防炫目要求，通常前照灯灯泡具有远光和近光两根灯丝。

2）反射镜　反射镜由薄钢板冲压或由玻璃、塑料制成，其表面形状呈旋转抛物面，表面镀银、铝或铬，然后抛光。现在反射镜内面采用真空镀铝的较多。

反射镜的作用是将灯泡的散射（直射）光反射成平行光束，使光度增强几百倍，甚至上千倍。保证前方150～400m范围内得到足够的照明。

3）配光镜　为使照明范围内亮度均匀，需要将反光镜反射出的平行光束进行整形，故在前照灯上装有配光镜，也叫散光玻璃。它是许多棱镜和透镜的组合。散光玻璃使平行光束在水平方向扩散，在竖直方向使光束向下折射。

（2）雾灯和防空灯。雾灯是在有雾、下雪、暴雨或尘埃弥漫等情况下，用来改善道路的照明情况用的灯。结构与前照灯相似，灯泡为单丝，安装位置比前照灯稍低，射出的光线倾斜度大，光色为白色或黄色，穿透力强。

防空灯是灯光管制时使用的灯具，它在军用汽车上有特殊要求。有的将雾灯和防空灯合为一体，配光玻璃前有遮光罩，开启此罩作为雾灯使用，落下此罩作为防空灯使用。

（3）其他照明灯。有下面几种灯：

1）示宽灯　俗称前小灯，装在汽车前部两侧的边缘。在夜间行驶时，标示汽车的宽度。

2）尾灯　装在汽车的尾部，夜间行驶时，用来警示后面的车辆，以便保持一定的距离。

3）顶灯　装在驾驶室内顶部，用来内部照明。

4）制动灯　它安装于车尾，每当踏下制动踏板时，便发出红色而醒目的制动信号灯灯光，以警告后面尾随的车辆和行人，保持安全距离。

5）倒车灯　装在车尾部，倒车时发出闪烁灯光，用来照亮车后路面并警告车后的车辆和行人，表示该车正在倒车。

6）牌照灯　用来照亮汽车牌照，发光为白色。

7）仪表灯　安装在仪表板上，用来照明仪表和指示有关照明、灯光信号及发动机上某些电气设备工作中的技术状况。

8）停车灯　用于夜间停车时标示汽车的存在。

9）转向信号灯同宽灯制成一体　汽车转弯时，发出明暗交替的闪光信号，以表明汽车向左或向右转向行驶。它有前、后、侧转向信号灯之分，灯光为橙色。

10）工作灯　用于车辆维护、修理时给予工作人员足够的照明。

此外，还有在发动机罩下面装有发动机罩下灯；车内顶部装有车门关闭示意灯等。

2.闪光器

在转向和危急报警信号系统中，用于控制信号灯闪光的装置称为闪光继电器（简称闪光器）。汽车上用的闪光器常见形式有电热式、电容式和电子式等三种。

（1）电热式闪光器。热丝式闪光器是电热式闪光器中较常见的一种，其结构如图6-35所示，广泛用于国产汽车上。

热丝式闪光器主要由电磁铁、触点、触点臂、电热丝及附加电阻等组成。触点臂的一端用弹片铆接在支架上，另一端用和支架绝缘的电热丝拉紧。因此，平时由于电热丝的拉力大于弹片的弹力，使触点保持张开的状态。在转向时，当把开关拨至所要转向的一方，电流便经附加电阻、电热丝和转向灯泡构成回路。由于特制的镍合金电热丝通过电流以后，便受热膨胀而伸长，就放松了对触点臂的拉力，触点在弹片的作用下便闭合，使附加电阻和电热丝短路，电流便经触点和电磁铁线圈构成回路。因触点闭合，使电热丝被短路而无电流通过，便冷却收缩，又重新拉开触点，使电流又经过电热丝和附加电阻，如此反复循环。当电阻串入电路时，因通过的电流很小，灯泡亮度很弱，当电阻被短路后，通过的电流增大，灯泡亮度增强，所以转向灯便一明一暗地闪烁，以示转弯方向。

（2）电容式闪光器。电容式闪光器的结构和工作原理如图6-36所示。它主要由一个继电器和一个电容器组成。在继电器的铁心上绕有一个串联线圈和一个并联线圈，电容器采用大容量的电解电容器（约1500/μF）。电容式闪光器是利用电容充、放电延时特性，使继电器的两个线圈产生的电磁吸力时而相加，时而相减，继电器便产生周期的开关动作，从而使转向信号灯闪烁。其工作原理如下：

当汽车向左转弯时，接通转向灯开关8，左转向信号灯就被串入电路中，电流从蓄电池正极—电源开关11—接柱B—串联线圈3—常闭触1—接柱L—转向灯开关8—左转向信号灯和指示灯9—搭铁—蓄电池负极，形成回路。此时并联线圈4、电容器7及电阻5被触点1短路，而电流通过线圈3产生的电磁吸力大于弹簧片的作用力，触点1迅速被打开，转向信号灯处于暗的状态（转向信号灯和指示灯尚未来得及亮）。

触点1打开后，蓄电池向电容器7充电，其充电电流由蓄电池正极—电源开关11—接柱B—串联线圈3—并联线圈4—电容器7—接柱L—转向灯开关8—左转向信号灯和指示灯9—搭铁—蓄电池负极，形成回路。由于线圈4电阻较大，充电电流很小，不足以使转向信号灯亮则转向信号灯仍处于暗的状态。同时充电电流通过串联线圈3和并联线圈4产生的电磁吸力方向相同，使触点继续打开，随着电容器的充电，电容器两端的电压逐渐升高，其充电电流逐渐减小，串联线圈和并联线圈的吸力减小，使触点1又重新闭合。

触点1闭合后，转向信号灯和指示灯处于亮的状态，产生电流经蓄电池正极—接柱B—串联线圈3—常闭触点1—接柱L—转向灯开关8—左转向信号灯和指示灯9—回到蓄电池负极。与此同时，电容器通过线圈4和触点1。放电，其放电电流通过线圈4时产生的磁场方向与线圈3相反。所产生的电磁吸力小，故触点仍保持闭合，左转向信号灯和指示灯继续发亮。随着电容器放电，电容器两端电压逐渐下降，其发电电流减小，则并联线圈的吸力减弱，串联线圈的吸力增强，触点又重新打开，灯变暗，如此反复，继电器的触点不断开闭，使转向信号灯和指示灯发出闪光。

表6-6列出了部分国产电器的主要技术数据。

表6-6　部分国产继电器的主要技术数据

续表

3.电喇叭

汽车上装有电喇叭，用以引起行人和其他车辆的注意，保证行车安全。汽车上的喇叭有气喇叭和电喇叭之分，这里只讨论电喇叭，它是利用电磁振动使金属膜片产生音响的装置，其结构有筒形、螺旋形和盆形等。

（1）筒形、螺旋形电喇叭。它的结构如图6-37所示，由振动机构和电路断续机构两部分组成。其中，振动机构包括：装在壳上的膜片3、底板4、在底板上固装有铁心5和电磁铁线圈11，线圈10用穿过铁心的中心杆15和膜片联在一起，中心杆的前端有共鸣板2。为了保持中心杆在中心振动和防止与铁心碰撞，在靠衔铁的一端用弹片9支撑在螺柱6上。衔铁与铁心间有一定的间隙，其大小可以进行调整。

电路断续机构主要由串联在电磁铁线圈中的一对触点16组成。为了推动触点开闭工作，在中心杆的一端装有压开触点的调整螺母13及锁紧螺母14。触点在开、闭的过程中，由于线圈的自感电动势会在触点间产生火花，烧坏触点。因此在触点16上并联一个电容器17（容量为0.14～0.17/μF），或并联一个消弧电阻（阻值为12.5～13.5Ω），以减小触点火花，保护触点。

当按下喇叭按钮时，电流通过线固11，产生电磁吸力，吸下衔铁10，中心杆上的调整螺母13压下活动触点臂，使触点16分开而切断电路。此时线圈11电流中断，电磁吸力消失，在弹簧片9和膜片3的弹力作用下，衔铁又返回原位使触点闭合，电路又接通。上述过程不断反复，膜片不断振动，从而发出，定音调的音波，由扬声筒1加强后传出。共鸣板与膜片刚性联接，在振动时发出陪音，使声音更加悦耳。

（2）盆形电喇叭。盆形电喇叭工作原理与上述相同，其结构如图6-38所示，电磁铁采用螺管式结构，铁心9上绕有线圈2，上、下铁心间的间隙在线圈2中间，所以产生较大的吸力。它无扬声筒，而是将上铁心3、膜片4和共鸣板5固装在中心轴上。当电路接通时，线圈2产生吸力，上铁心3被吸下与下铁心1相碰撞，产生较低的基本频率，并激励与膜片一体的共鸣板5产生共鸣，从而发出比基本频率强得多，且分布又比较集中的谐音。

4.电动刮水器

为保证汽车在雨天或雪天的正常行驶，在汽车挡风玻璃上装有刮水器。汽车上用的刮水器有气动和电动的两种，这里只介绍电动刮水器。

（1）基本结构。电动刮水器是由微型电动机驱动，通过联动机构摆动，以扫除挡风玻璃上的雨水和雪。使挡风玻璃外表面上的刮水片来回摆动。

图6-39为电动刮水器的组成结构图。直流电动机装在底板上，杠杆联动机构由连杆3、7、8或摆杆2、4、6组成，摆杆2、6上联接有刷架（刮水臂）1和5，电动机旋转运动由轴端的蜗杆10传给蜗轮9，蜗轮上的偏心销钉与连杆8铰接，蜗轮转动时通过连杆8使摆杆4摆动，然后经连杆3、7使刮水臂1、5带动刮水片摆动。

（2）刮水电动机。作为动力的刮水电动机是一只微型直流电动机，有励磁式和永磁式两种，12V或24V，其中永磁式刮水电动机应用较为广泛。

刮水器的不同工作转速由电动机的高低转速实现，刮水电动机的高低转速通常是利用永磁三刷电动机得到的。这种刮水电动机与励磁的电动机构造基本相同，只是磁场由永磁铁制成，电动机上有三只电刷。当电刷相隔180°时，电动机内部为对称的两条并联支路，电动机温度在一转速下运行。当电刷偏置时，电动机内部支路上串联的有效绕组减少，因而正、负电刷间的反电动势减小。由于反电动势减小，电枢电流增大，引起电动机的转矩增大，在负载不变的情况下，使电动机获得一较高的转速。

5.风窗清洗装置

汽车在灰尘较多的环境中行驶时，会造成一些灰尘飘落在风窗上影响驾驶员的视线。为有些汽车的刮水系统中增加了清洗装置，在需要的情况下向风窗表面喷洒专用清洗液或在刮水片配合工作下，保持风窗表面洁净。

风窗清洗装置的组成见图6-40，它由储液罐、清洗泵、输液管、喷嘴等组成。储液罐由塑料制成，其内储有用水、酒精或洗涤剂等配制的清洗液；清洗泵的作用是将清洗液加压，通过输液管和喷嘴喷洒到风窗表面。清洗泵在结构形式上有电动泵式和脚踏液囊式，其中前者应用较广。

6.风窗除霜装置

在较冷的季节，有雨、雪、雾的天气，空气中的水分会在冷的风窗玻璃上凝结成细小的水滴，从而影响驾驶员的视线。为了防止水分的凝结需要对风窗玻璃加热，即设置风窗除霜（雾）装置。

在装有空调或暖风装置的汽车上，通过风道向前面及侧面风窗玻璃吹热风以加热玻璃，防止水分凝结；而后风窗玻璃的除霜，常常是电热丝加热实现的。在风窗玻璃内表面均匀间隔地镀有数条很窄的导电膜，形成电热丝，在需要时接通电路，即可对风窗进行加热。这种后窗除霜装置耗电量约为50～100W，在小型汽车上应用很广。

7.启动预热装置

汽车在冬季使用时，因气温较低，活塞压缩行程后，空气（或可燃混合气）的温度较低，发动机着火困难，加之低温时润滑油黏度大，启动阻力大，发动机启动更加困难。为保证低温条件下迅速可靠地启动发动机，在多数柴油机和少数汽油机上设有低温启动预热装置，以提高进入气缸的空气（或可燃混合气）的温度。

进气预热的类型有集中预热和分缸预热两种。集中式预热装置安装在发动机的进气管上，分缸预热装置安装在各气缸内或进气歧管上。分缸式预热装置一般用在柴油机上，汽油机和一部分柴油机柴油集中式预热。

（1）电热塞。电热塞结构如图6-41所示，主体是用铁镍合金制成螺旋形电阻丝2，电阻一端焊在中心螺杆9上，另一端焊在用耐热不锈钢制成的发热体钢套的底部。螺杆和外壳之间用瓷质绝缘体7隔开，钢套1与电阻丝之间，填充具有一定绝缘性能和导热性好、耐高温的氧化铝。电热塞安装在气缸盖上，各缸电热塞中心螺杆用导线接于电源上。电流经蓄电池正极、电阻丝、中心螺杆、蓄电池负极构成回路。由于电流经电阻丝，电阻丝和发热体钢套则发热变红，用来加热气缸内的空气，达到顺利启动的目的。

（2）进气加热器。图6-42为进气加热器结构图。它安装在进气管的下方，加热器制成多针状，以增大受热面积，装妥后伸进进气道内。加热器通电后其表面温度可达到180°C左右，混合气吹进时即被预热。当未蒸发的燃油通过时可受热蒸发，从而获得更好的混合气。

加热器的发热元件是具有正温度系数的PTC电热陶瓷材料，因其具有随温度升高而阻值增大的特性，可使加热温度得到自动控制，即恒温控制，并可节省电能。

8.空调系统

汽车空调系统由制冷、采暖和通风三部分组成。载重车及部分国产车一般只有通风和采暖装置。通常所谓汽车空调是指汽车上所装的制冷（冷气）装置。

制冷装置是汽车在夏季使用的，目的是降低车内的空气温度。目前，汽车使用制冷装置是利用氟利昂（F-12）蒸发时吸收热量的物理现象制成的，其组成如图6-43所示。制冷物质的流动是由制冷压缩机驱动的，按压缩机动力的来源不同，制冷装置可分为非独立式——压缩机直接由发动机驱动；独立式——压缩机由专门小型发动机驱动。前者多用于轿车和小型车辆上，后者用于制冷量要求大的大型客车上。

采暖（暖风）装置是汽车在冬季使用的，目的是提高汽车内的工作温度。为防止风窗结霜（雾），也可用来除霜。热量的产生有三种形式：

其一是由发动机冷却水通过专门散热器产生。

其二是由发动机的排气余热获得。

其三是由专用的燃料燃烧装置产生热量。

其中第一种方式因结构简单，在汽车上获得了广泛应用，但其只有发动机工作到正常温度时才能使用，且制热量较小。第三种方式在部分车辆使用，它安装方便，且制冷量较大，又称独立式采暖装置。

通风（换气）装置在交换车内外空气，加速热能传递时使用，其组成是一只风窗和驱动风窗的电动机，通常称为风机。它可在通风时使用，也可在取暖和制冷时使用。

（1）风扇电动机。汽车空调中的风扇，是由电动机驱动的，风扇由塑料制成叶片状，按空气流动形式不同有径流式和轴流式，由电动机和换气扇等组成。

1）电动机　风扇电动机是一只微型或小型直流电动机，一般功率为几十到几百瓦，因车型不同，电器系统电压也不同，有12V和24V两种。其励磁方式有串励式、并励式。永磁转速有单速、双速和多速。

2）换气扇　换气扇由电动风扇、吸引电磁铁机构及电路控制机构等组成。在电源开关未接通时，电磁铁机构中无电流，换气扇在撑起弹簧的作用下保持气孔密封。电源接通时，电磁铁线圈通电，吸引动铁心带动电机、风扇等机构上行10～12mm，气孔开起。电动机通过控制开关可获得两个相反的旋向，实现双向吹风。

（2）空调控制电路。汽车空调因种类及组成不同，其功能和控制原理也不尽相同，因此其控制电路从单一控制到多功能控制也有所不同。按空调组成不同，空调控制电路有全空调（制冷、采暖和通风等）控制和部分功能控制，按制冷系统的温度控制方式不同，有触点式温度开关控制和热敏电阻控制。

1）全空调控制电路　图6-44为北京切诺基汽车的空调控制电路，它由空调方式开关、风机控制开关、风机变速电阻、风机、制冷温度开关、制冷剂压力开关和压缩机离合器组成。由空调方式开关设置空调系统的运行方式为：制冷（A./C）挡分为强冷（MAX）、中冷（NORM）及微冷（BILEV-EL）、通风（VENT）、采暖（HEAT）和除霜。从开关内部功能可知，在制冷挡位，接通风机和制冷系统压缩机电路；在通风和采暖挡位，只接通风机电路；为了除去空气中的水汽，得到干燥的热风，在除霜位置时，制冷系和采暖系均参与工作。

风机在开关和变速电阻的配合下，可获得四个运行速度，即高速（Hi）、次高速（M2）、中速（K1）和低速（L0）。它们都是通过调节串入电动机回路中的电阻值，改变流过电动机的电流进行调速的。

2）温度开关直接控制的制冷系统电路　图6-45为制冷系统最基本的控制电路，制冷系中压缩机离合器电磁线圈的通断由温度开关直接控制，上海桑塔纳等车的制冷系统即为此控制电路。

温度开关是一对由膜片控制的触点，膜片盒充满着液体工质（R-12或C02），通过毛细管与感温包相联，感温包位于制冷系蒸发器出口处。当打开空调，温度未降至所需值时，感温包内工质体积较大，通过膜片盒驱动杠杆机构使触点闭合，压缩机电路接通，制冷系统工作，车内温度降至一定数值时，感温包内工质体积收缩，通过杠杆机构在弹簧的作用下使触点断开，切断制冷系压缩机离合器电路，制冷系统停止工作。当车内温度又升高到一定数值时，温度开关重新将触点接通，如此反复，保持车内一定的送风温度。

电磁离合器安装在压缩机轴端带轮内，在离合器电磁线圈未接通时，带轮绕压缩机轴空转；当离合器线圈通电时，吸引压盘与带轮压紧，通过轴键，使带轮与压缩机轴一起转动，制冷系统工作。

在有的制冷系统中，为加强冷凝器的散热效果，设置有专门的冷凝器风扇，由电动机驱动。为减小温度开关触点的电流，增设了一只继电器，以控制压缩机和冷凝器风扇。还有的车辆为保证空调系统更好的工作，设置了一只发动机速度控制继电器，其作用是只有发动机转速高于800～900r/min时，才能接通空调电路。在怠速和转速低于此转速时，继电器自动切断压缩机电磁离合器电路。

9.汽车空调常见故障诊断

（1）空调器不制冷或无暖风的故障排除

空调器不制冷或无暖风的故障排除见表6-7所示。

表6-7　空调器不制冷或无暖风的故障排除

（2）空调器制冷不足的故障排除

空调器制冷不足的故障排除见表6-8所示。

表6-8　空调器制冷不足的故障排除

（3）空调器断断续续制冷的故障排除

空调器断断续续制冷的故障排除见表6-9所示。

表6-9　空调器断断续续制冷的故障排除

（4）空调器制冷缓慢的故障排除

空调器制冷缓慢的故障排除见表6-10所示。

表6-10　空调器制冷缓慢的故障排除

（5）空调系统工作状况的检查、判断

启动发动机，转速控制在2000r/min，进气口温度303～308K（30～35℃），鼓风机转速定在高处，温度控制杆设在“冷”处。用计量表（图6-46）检查：低压在147 ～196kPa、高压在1421～1 470kPa为正常；高、低压均低为制冷剂不足；高、低压均高为制冷剂过多；高、低压均低，管道结霜，为制冷剂循环不良；低压侧有真空、高压很低，贮存器、干燥器、膨胀阀前后管道有结霜或露水，为制冷剂不循环；低压过高，高压过低为压缩机故障。

（6）空调系统检漏方法

1）安装好压力计量表

2）将压力计中间接头（图6-46）与真空泵相连　打开高、低压开关，运转真空泵，使低压达到98.7～103kPa的负压，检查管路泄漏情况：关闭高、低压开关看低压表指针是否有回升，若无回升，继续抽气10～30min，彻底排除空气与湿气，若指针回升，说明有漏气。

（7）制冷剂的排放与加注

1）排放空调制冷剂　在压缩机上有高低压检查孔各一个，内装有类似轮胎打气嘴的单向阀。

①方法一：在单向阀上接上压力计的高低压软管，使压力计与压缩机接通。

②方法二：堵住中央软管出口（用纱团堵住）。

③方法三：慢慢打开放液阀门，此时高压开关不可开启过大，以防压缩机油排出。观察纱团油渍进行判断。如有油渍应将阀门适当关小。

④方法四：待低压指针降到35kPa时，慢慢关闭低压开关。

⑤方法五：当压力降低后，打开全部高低压开关，直到指针全回到“0”。

2）加注空调制冷液　加注制冷液可从高压侧加入，也可从低压侧加入。从高压开关侧加入的顺序如下：

①方法一：将压力表高低压软管与压缩机连接，打开空调开关。

②方法二：打开高压开关，倒立贮液瓶，用软管连接贮液瓶和压力表中央软管，打开贮液瓶开关，使制冷液从中央管到高压侧注入。如达不到规定注液量，则关闭高压开关，采用低压加注法。

③方法三：打开空调开关，低速运转发动机，打开低压开关，将制冷液从低压开关侧注入。

④方法四：关闭空调开关，拆下加注软管。

（8）用压力表判断空调系的故障（表6-11）

表6-11　用计量压力表组判断空调系统故障

六、汽车总线路

1.汽车线路分析的原则

任何电源向外供电，任何用电设备要使用电能，都必须用导线将二者合理地连接起来，让电流形成回路，才能使电流在用电器中做功，把电能转换成其他形式的能，发挥电源和电器的作用。电工学中将这种电流通过的路径称为电路。而一般的电路都是导线连接，故又称为线路。汽车电器线路与一般直流电路相比，既有共同之处又有其特殊性。

汽车总线路，由于各种车型的结构型式、电器设备的数量、安装位置、接线方法不同而各有差异。但其线路一般都遵循以下基本原则：

（1）汽车线路均为单线制。单线连接是汽车线路的特殊性，它是指汽车上所有电器设备的正极均用导线相互连接，俗称火线；而所有的负极则分别与车架金属部分相连，即搭铁。任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发经导线流入用电设备后，由搭铁的负极通过车架金属流回电源负极而成回路。

这种接线方式已形成汽车电器线路设计安装的制度，故称单线制。它具有节约铜线，减轻质量，简化线路，便于安装，容易排除故障等优点。

但是，对某些个别电器设备，为了保证其工作可靠，提高灵敏度，仍然采用双线连接方式，如发电机与调节器的连接，双线电喇叭和双线电热塞等。

（2）汽车线路为直流并联电路。汽车上的两个电源之间，以及与所有的用电设备之间，都是正极接正极，负极接负极，这与一般直流并联电路完全相同。

接成并联电路，能发挥两个电源的优越性；能满足蓄电池工作的要求；能使任何一个用电设备的启用、停止非常方便；能保证每个用电器的正常工作而互不干扰；能限制电路的故障范围；便于电器设备的独立装拆和排除故障维护保养。但仍有少数电器设备与某一电路接成串联。如电流表与电源电路串联；闪光器串接在转向灯电路之中；电源稳压器串联于油压表和燃油表电路内等。

（3）汽车线路为负极搭铁。一般汽车线路都是负极搭铁。负极搭铁，对火花塞点火有利，对车架金属的化学腐蚀较轻，对无线电干扰小。仍有少数汽车采用正极搭铁方式，使用时必须注意。

（4）电流表串联在电源电路中时。以测量蓄电池充、放电流的大小，因启动机工作时间短、启动电流大，所以启动机电流不经过电流表。

（5）各车均装有保险装置。以防止短路而烧坏电缆和用电设备。

（6）汽车线路有共同的布局。无论哪一种类型，哪一个国家生产的汽车，各种电器设备均按其用途安装于相同的位置，这样就形成了汽车电器线路的走径和布局的共性，即使有个别辅助电器不同，也仅仅是极少数。

（7）汽车线路有颜色和编号特征。汽车上电器设备一般有几十种，虽然采用单线制，但线路还是很多。为了便于区别各线路的连接，汽车所用的低压线，必须采用不同颜色的单色或双色导线，并在每根导线上编号。

（8）导线做成线束。为不使全车电线零乱，以便安装和保护导线的绝缘，应将导线做成线束。一辆汽车可以有多个线束。

（9）汽车电器线路。汽车电器线路组成方法简单，由各独立电系组成。

2.汽车线路分析

现代汽车，由于电器设备不断完善，数量增多，整车电器设备总线路十分复杂。为便于分析和正确判断电路故障，按其用途和电路的组成，可将整车电路分解为电源电路、启动电路、点火电路、仪表电路、照明及信号电路等进行分析。现以东风EQ1090型汽车电路为例分述如下。

（1）电源电路。图6-47为EQ1090型汽车的电源电路。它包括硅整流交流发电机及调节器和蓄电池。在此电路中，发电机与蓄电池并联。电流表的“－”端接蓄电池的正极，电流表的“＋”端直接与交流发电机的“电枢”接线柱B相连，同时也与用电设备相连。这样电流表才能正确地指示蓄电池的充放电电流值。蓄电池的负极经电源总开关搭铁。在汽车停用时，应注意切断电源总开关，以防止蓄电池漏电。发电机的激磁电流由点火开关控制。

（2）启动电路。图6-48是EQ1090型汽车的启动电路。它包括启动机、蓄电池及启动继电器等。其特点是启动机上的电磁开关由启动继电器控制，而启动继电器由点火开关控制。

启动发动机时，通过启动继电器和电磁开关接通蓄电池和启动机电路。蓄电池即向启动机供给200～600A的大电流。根据启动要求，线路电阻应尽可能小，其电压降不得超过0.2～0.3V，因此连接导线需用多股铜线，并应连接牢固接触良好。

（3）点火电路。图6-49是点火电路。在低压电路中串有点火开关，用来切断和接通初级电流。点火线圈有两个接线柱，标有“－”号的接线柱接断电器活动触点，“＋”号接线柱接有两根导线，其特点是：

1）点火线圈不带附加电阻　而是采用附加电阻线（白色，电阻值为1.7Ω左右）。它一端接点火开关“＋”接线柱，一端接点火开关。

2）启动时，初级电流不经过电流表　不经过白色导线，而是直接由蓝线流入点火线圈，以短路附加电阻线，增大点火线圈初级电流。

在高压电路中，由分电器至各火花塞的导线应按点火次序连接。

（4）仪表电路。图6-50是仪表电路。它是由电流表、机油压力表、水温表、燃油表、机油压力警告灯等组成。电流表串接在电源电路中，其他几个仪表均为并联，仪表的火线接熔断器，点火开关接电源。为了供给水温表和燃油表以稳定的工作电压，在其电路中串有电源稳压器3（输出电压为8.64V±0.15V），稳压器封装在仪表板内。

东风EQ1090型汽车的车速里程表是机械传动的，故图中未加表示。

（5）照明与信号系统电路。照明与信号系统包括全车所有照明灯、灯光信号和音响信号，系统线路如图6-51所示，其特点如下：

1）前照灯为两灯制　并采用双丝灯泡。

2）前照灯外侧为前侧灯　采用单灯丝，其光轴与前照灯光轴成20°夹角，即分别向左、右偏斜20°。因此，在夜间行车时，如果前照灯与前侧灯同时点亮，那么汽车正前方和左、右两侧的较大范围内都有较好的照明，即使在汽车急转弯时，也能照亮前方的路面，从而大大改善汽车在弯道多、转弯急的道路上行驶时的照明条件。

3）前照灯、前小灯、前侧灯及尾灯　均由手柄式车灯开关控制。

4）线路　设有灯光保护线路。

5）制动信号灯不受车灯总开关控制　直接经熔断丝与电源相连接，制动灯开关就会接通制动灯电路使制动灯发亮。

6）转向信号灯　受转向灯开关控制。

7）电喇叭　由喇叭按钮和喇叭继电器控制。

3.汽车总线路实例

尼桑U681、UG681型汽车电器设备总线路图（图6-52）。

现代汽车电路图中有的使用了一些统一符号，如电路图上部的灰色区域内的4根导线分别标以“30”、“15”、“X”、“31”，其中“30”表示常火线，“15”表示接小容量电器的火线，在点火开关打开时，由点火开关将其接通带电；“X”表示接大容量电器的火线，在点火开关处于点火位置时，由中间继电器（减荷继电器）将其接通带电；“31”表示接地线。如图6-53所示。