汽车信号系统

4.2　汽车信号系统

4.2.1　信号系统结构与功用

当汽车要驶离原方向时，需要向外发出信号，以提醒行人和其他车辆的驾驶员。信号系统的组成主要包括开关、信号灯和闪光器以及发声装置，其中闪光器是主要器件。当遇有特别情况时，所有转向信号灯应同时闪烁，作为危险警告信号。

（1）闪光器

转向信号闪光器是使转向信号灯按一定时间间隔闪烁的器件，转向信号闪光器可根据不同的原理运作。目前，使用的闪光器主要有电热式、电容式、电子式。由于电子式闪光器具有性能稳定、可靠性高、寿命长的特点，已获得广泛应用。

1）电热式闪光器

图4.14为电热式闪光器的结构原理图。该闪光器串联在电源与转向灯开关之间，有两接头，分别接电源和转向灯开关。当汽车转向时，接通转向开关，电流从蓄电池“＋”极→附加电阻→电热丝→触点臂→转向开关→转向灯及仪表指示灯（左或右）→搭铁→蓄电池“－”极，构成回路。由于附加电阻和电热丝串在电路中，使电流较小，故转向灯不亮。经短时间电热丝（镍铬丝）发热膨胀，使触点闭合，电流由蓄电池“＋”极→线圈→触点→转向开关→转向灯及转向指示灯（左或右）→搭铁→蓄电池“－”极，构成回路。由于此时附加电阻和电热丝被短路，且线圈中产生的电磁吸力使触点闭合更紧，电路中电阻小、电流大，转向灯发出较亮的光。同时因无电流流经电热丝而使其冷却收缩，又打开触点，附加电阻和电热丝又重新串入电路，灯光变暗。如此反复，使转向灯明暗交替，示意行驶方向，闪光频率（60～90次/分）可通过调整电热线的电热丝拉力和触点间隙来进行。

图4.14　电热式闪光器

2）电容式闪光器

图4.15为电容式闪光器的结构原理图。它也是串联在电源开关和转向灯开关之间，有两接柱（B和L）分别接电源开关和转向灯开关。汽车转向时，接通转向开关8，电流经蓄电池“＋”极→电源开关11→接线柱B→线圈3→常闭合触点1→接线柱L→转向灯开关→转向灯及转向指示灯→搭铁→蓄电池“－”极，构成回路，此时线圈4、电容7、电阻5被触点1短路，而流经线圈3所引起的吸力大于弹簧片2的作用力，将触点1迅速打开，转向灯处于暗的状态（尚未来得及亮）。触点1打开后，蓄电池开始向电容器7充电，其回路为：蓄电池“＋”极→电源开关11→接线柱B→线圈3→线圈4→电容7→转向灯开关8转向灯及转向指示灯（左或右）→搭铁→蓄电池“－”极。由于线圈电阻较大，使充电电流较小，仍不足以使转向灯亮。与此同时，线圈3，4产生的电磁吸力方向相同，使触点1继续打开，随着电容器C两端电压升高，充电电流逐渐减小，电磁吸力也减小，在弹簧片作用下，触点1闭合。触点1闭合后，电源通过线圈3、触点1、经转向开关8向转向灯供电，电容器经线圈4、触点1放电。由于线圈3和线圈4方向相反，产生的电磁吸力减小，不足以使触点1打开，此时转向灯亮。随着电容器两端电压下降，流经线圈4的电流减少，产生的退磁作用减弱，线圈3产生的电磁吸力又将触点1断开，转向灯变暗。蓄电池再次向电容器充电，如此反复，使转向灯以一定的频率闪烁。

图4.15　电容式闪光器

3）电子式闪光器

电子闪光器可分为触点式（带继电器）和无触点式（不带继电器），不带继电器的电子闪光器又称为全电子闪光器。

①带继电器触点式晶体管闪光器。如图4.16所示，当接通电源开关和转向灯开光后，主线路为蓄电池“＋”极→电源开关SW→接线柱B→R₁→继电器J的触点→接线柱S→转向开关→转向灯及转向指示灯（左或右）→搭铁→蓄电池“－”极，转向灯亮。当继电器J的触点闭合时，转向灯亮；触点断开时，转向灯灭。而触点的闭合与否取决于三极管的导通状况，电容C的充放电使三极管反复导通截止，这样触点也就时通时断，使转向信号灯闪烁发光。

②不带继电器无触点式晶体管闪光器。无触点晶体管闪光器又称全电子式闪光器，即把触点式晶体管闪光器中的继电器去掉，采用大功率晶体管来取代原来的继电器，如图4.17所示。本闪光器电路的振荡部分实际上是一个典型的非稳态多谐振荡器，其电路结构对称。也就是说，R₁＝R₄，R₂＝R₃，C₁＝C₂，VT₁与VT₂为同型号的晶体三极管，且其参数相同。闪光器的输出级采用一只大功率三极管VT₃。当VT₃导通时，可将转向灯电路接通，使灯点亮；当VT₃截止时，转向灯电路被切断而使灯变暗，从而发出频率为70～90次/min的闪光信号。

图4.16　带继电器触点式晶体管闪光器

图4.17　不带继电器触点式晶体管闪光器

（2）制动信号灯

制动信号灯安装在车辆尾部，通知后面车辆该车正在制动，以避免后面车辆与其后部相撞，其简化电路如图4.18所示。由电路图可知，制动信号灯由制动开关控制，按控制的方式不同可分为气压式、液压式和机械式三种。其中，气压式和液压式制动开关一般装于制动管路中，工作情况都是利用气压或液压使开关中两接柱相连，从而导通制动信号灯电路，这两种开关经常在载重货车上使用。小型轿车经常使用机械式开关，一般安装于制动踏板下方，当踩下制动踏板时，制动开关内的活动触点便将两接住接通，使制动灯点亮；当松开踏板后，断开制动灯电路。

图4.18　制动信号灯

（3）倒车灯与倒车蜂鸣器

倒车灯安装于车辆尾部，给司机提供额外照明，使其能够在夜间倒车时看清车的后部，也警告后面车辆，该车即将倒车或正在倒车。当点火开关接通变速器换至倒车挡时，倒车灯点亮，其简化电路如图4.19所示，倒车灯开关的结构图如图4.20所示。

图4.19　倒车灯

图4.20　倒车灯开关

1—钢球；2—壳体；3—膜片；4—触点；5—弹簧；6—保护罩；7，8—导线

蜂鸣器发出断续的音响，可以用其中一种方式，也可以两种方式并列使用。整个信号系统与变速箱倒车控制部分联动，挂入倒车挡位时应立即起作用直至退出倒车挡位。为避免停车时不小心接通电路发出倒车信号，倒车信号电路的电源应由点火开关控制。

（4）电喇叭

目前，汽车上所装用的喇叭多为电喇叭，主要用于警告行人和其他车辆，以引起注意，保证行车安全。

喇叭按发音动力有气喇叭和电喇叭之分；按外形有螺旋形、筒形、盆形之分；按声频有高音和低音之分；按接线方式有单线制和双线制之分。

气喇叭是利用气流使金属膜片振动产生音响，外形一般为筒形，多用在具有空气制动装置的重型载重汽车上。电喇叭是利用电磁力使金属膜片振动产生音响，其声音悦耳，广泛使用于各种类型的汽车上。

电喇叭按有无触点可分为普通电喇叭和电子电喇叭。普通电喇叭主要是靠触点的闭合和断开，控制电磁线圈激励膜片振动而产生音响的；电子电喇叭中无触点，它是利用晶体管电路激励膜片振动产生音响的。

在中小型汽车上，由于安装的位置限制，多采用螺旋形、筒形电喇叭。盆形电喇叭具有体积小、重量轻、指向好、噪声小等优点。

1）筒形、螺旋形电喇叭

筒形、螺旋形电喇叭的构造如图4.21所示。其主要机件有山形铁芯、线圈、衔铁、膜片、共鸣板、扬声筒、触点以及电容器等。膜片和共鸣板借中心杆与衔铁、调整螺母、锁紧螺母联成一体。通过线圈的通断使得膜片不断振动，从而发出一定音调的音波，由扬声筒加强后传出。

2）盆形电喇叭

盆形电喇叭的工作原理与筒形、螺旋形电喇叭相同，都是通过控制线圈的开闭使得膜片振动，引起共鸣板共鸣来发声的。只不过盆形电喇叭的发声效果更好些，在没有扬声筒的情况下，仍能够发出较大的声响。其结构如图4.22所示。

图4.21　筒形、螺旋形电喇叭

1—扬声器；2—共鸣板；3—膜片；4—底板；5—山形铁芯；6—线螺柱；7，13—调整螺钉；8，14—锁紧螺母；9—弹簧片；10—衔铁；11—线圈；12—锁紧螺母；15—中心杆；16—触点；17—电容器；18—导线；19—接线柱；20—按钮

图4.22　盆形电喇叭

1—下铁芯；2—线圈；3—上铁芯；4—膜片；5—共鸣板；6—衔铁；7—触点；8—调整螺母；9—铁芯；10—按钮；11—锁紧螺母

3）喇叭继电器

为了得到更加悦耳的声音，在汽车上常装有两个不同音调（高、低音）的喇叭。其中，高音喇叭膜片厚，扬声简短；低音喇叭，则相反。有时甚至用三个（高、中、低）不同音调的喇叭。装用单只喇叭时，喇叭电流是直接由按钮控制的，按钮大多装在转向盘的中心。当汽车装用双喇叭时，因为消耗电流较大（约为15～20A），用按钮直接控制时，按钮容易烧坏。为了避免这个缺点，采用喇叭继电器，其构造和接线方法如图4.23所示。

图4.23　喇叭继电器

1—触点臂；2—线圈；3—按钮；4—蓄电池；5—触点；6—喇叭

4.2.2　信号系统故障检测方法

汽车灯系种类繁多，作用各不相同，但从形式上，它们之间又有一定的交叉和联系。由于供电线路交织在一起，电器设备配线都采用电线束，所以发生故障时，较难一下子作出分析与判断。因此，检修故障时，对电路图的分析尤为重要。

汽车灯系的故障不外乎两类：一类是器件本身的故障；另一类是线路存在的故障。我们应先检查器件本身的故障。如没有，应按各系统的线路逐级检查，认真查明出现故障的原因及可能存在的隐患，正确地加以排除。在处理故障时，一般应重点检查以下两项内容：一是是否有短路、接线柱接触不良处（断路）；二是熔丝是否熔断。在车上均可采用试灯法和万用表进行检查。

车上的灯光信号大体上有两种：一是闪烁信号；二是持续信号。引起灯光不亮的原因主要有灯泡损坏、保险丝熔断、灯光开关或继电器损坏及线路短路或断路故障等。在进行故障诊断时，应根据电路图对电路进行检查，判断出故障的部位。

（1）灯泡或熔断器损坏

如果一只灯不亮，一般为灯丝烧断，将灯泡拆下后检查，若灯泡损坏，则更换新灯泡。如果几只灯都不亮，按喇叭，喇叭不响，则可能是总熔断器熔断；若同属一个熔丝的灯泡都不亮，则可能是熔丝熔断。处理这两类故障时，在将总熔断器复位或更换新的熔丝之前，应查找超负荷的原因，方法是：将熔丝所接各灯的接线从灯座拔掉，用万用表电阻挡测接灯端与搭铁之间的电阻，若电阻较小或为0，则可断定线路中有搭铁故障，排除故障后，再把熔断器复位或更换新的熔丝。

（2）灯光开关、继电器及线路的检查

①继电器的检查。将继电器线圈直接供电，检查继电器是否能正常工作，如不能正常工作，应更换继电器。

②灯光开关的检查。可用万用表检查开关各挡位的通断情况，若与要求不符，应更换灯光开关。

③线路的检查。在检查时，可用万用表或试灯逐段检查线路，找出短路或断路故障的部位。