汽車電器緒論

1、 緒論 學(xué)習(xí)目標(biāo) 一、課程的性質(zhì)、任務(wù)及重要性 二、汽車電氣設(shè)備的組成 三、汽車電氣設(shè)備的特點(diǎn) 四、課程的學(xué)習(xí)方法及要求 小 結(jié) 習(xí) 題 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.掌握汽車電氣設(shè)備的組成。 2.掌握汽車電氣設(shè)備的特點(diǎn)。 3.了解學(xué)習(xí)本課程的目的、要求和方法。 一、課程的性質(zhì)、任務(wù)及重要性 性質(zhì)與任務(wù)： 汽車電氣及電子設(shè)備是汽車檢測與維修專業(yè)必修的一門主干專業(yè)課。 課程內(nèi)容：包括汽車各種電氣設(shè)備的構(gòu)造、原理、性能、使用與維修等 方面知識。通過本課程學(xué)習(xí)，應(yīng)較系統(tǒng)地掌握汽車電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、基 本原理、使用與維修、檢測與調(diào)試、故障診斷與排除等基本知識和技能。 重要性： 課程地位：汽車電氣及電子設(shè)備即是一門重要的

2、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè) 課程，同時也是學(xué)好其它相關(guān)專業(yè)課程的必要的基礎(chǔ)。 自身作用：自1886年汽車誕生至今，經(jīng)過100多年的發(fā)展，已成為當(dāng)今世 界經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)及人們工作和生活之中不可缺少的部分。 汽車電器經(jīng)歷了從無到有、從簡到繁、從輔助到主要的發(fā)展過程已經(jīng)成 為現(xiàn)代汽車的重要組成部分，其性能的好壞直接影響到汽車的動力性、 經(jīng)濟(jì)性、舒適性、可靠性與安全性等。 始于上世紀(jì)50年代傳統(tǒng)電器的電子化，使汽車電器性能提高并在汽車的 節(jié)能和排污方面作出貢獻(xiàn)。電子控制裝置在汽車上的應(yīng)用，滿足了人們 對汽車安全性，舒適性、排放控制，能耗等各項(xiàng)指標(biāo)更高的要求。如今， 隨著以計(jì)算機(jī)為核心的電子控制技術(shù)以及新材料、新

3、工藝、新能源等在 汽車上的廣泛應(yīng)用，汽車已演變成為一種精美絕倫的高科技產(chǎn)品。 二、汽車電氣設(shè)備的組成 現(xiàn)代汽車的電氣設(shè)備數(shù)量很多，但總體來說，可分為3大部分，即 電源、用電設(shè)備和配電裝置。 (一)電源 汽車電源包括蓄電池、發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器。發(fā)動機(jī)不工作時由蓄電池 供電，發(fā)動機(jī)起動后，轉(zhuǎn)由發(fā)電機(jī)供電。在發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電 的同時，也給蓄電池充電。調(diào)節(jié)器用于發(fā)電機(jī)工作時保持其輸出電 壓的穩(wěn)定。 (二)用電設(shè)備 1.起動系 主要包括起動機(jī)及其控制電路。用于起動發(fā)動機(jī)。 2.點(diǎn)火系 用于產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃汽油機(jī)可燃混合氣。分傳統(tǒng)點(diǎn)火系和電子點(diǎn)火 系，主要組成件有點(diǎn)火線圈、點(diǎn)火器、分電器、火花塞等。 3.

4、照明系 照明系包括車外和車內(nèi)的照明燈具，提供車輛夜間安全行駛必要的照 明。 4.信號裝置 信號裝置包括音響信號和燈光信號，提供安全行車所必需的信號。 5.儀表及報(bào)警裝置 用來監(jiān)測發(fā)動機(jī)及汽車的工作情況，使駕駛員及時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)及汽車運(yùn)行的各 種參數(shù)及異常情況，確保汽車正常行駛。主要包括電壓(電流)表、燃油表、 水溫表、機(jī)油壓力表、車速里程表、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表、氣壓表及各種報(bào)警燈等。 6.輔助電器 輔助電器包括電動刮水器、風(fēng)窗洗滌器、空調(diào)器、低溫起動預(yù)熱裝置、汽車音 響、點(diǎn)煙器、電動車窗、電動座椅、防盜裝置等。輔助電氣設(shè)備有日益增多 并向舒適、娛樂、安全保障等方面發(fā)展趨勢。 7.汽車電子控制系統(tǒng) 汽車

5、電子控制系統(tǒng)主要指利用微機(jī)控制的各個系統(tǒng)包括電控燃油噴射系統(tǒng)、 電控點(diǎn)火系統(tǒng)、電控自動變速器、制動防抱死裝置、電控懸架系統(tǒng)、自動空 調(diào)等。電控系統(tǒng)的采用可以使汽車上的各個系統(tǒng)均處于最佳工作狀態(tài)，達(dá)到 提高汽車動力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性，降低汽車排放污染的目的。 (三)配電裝置 配電裝置包括中央接線盒、保險(xiǎn)裝置、繼電器、電線束及插接件，電路開關(guān)等， 使全車電路構(gòu)成一個統(tǒng)一的整體。 三、汽車電氣設(shè)備的特點(diǎn) 汽車種類繁多，但其電氣設(shè)備都有共同特點(diǎn)： 1.低壓直流：電壓有6V；12V；24V三種，以12V和24V為多，由于 蓄電池充、放電均為直流電，所以汽車上采用直流電。 2.并聯(lián)單線：汽車上用電

6、設(shè)備都是并聯(lián)的。汽車發(fā)動機(jī)、底盤等 金屬體為各種電器的公共并聯(lián)支路一端，而另一端是用電器到電 源的一條導(dǎo)線，故稱為并聯(lián)單線。 3.負(fù)極搭鐵：根據(jù)ZBT35001-87汽車電氣設(shè)備基本技術(shù)條件規(guī) 定，汽車電氣系統(tǒng)均采用電源負(fù)極搭鐵。 四、課程的學(xué)習(xí)方法及要求 在課程的學(xué)習(xí)過程中必須注重理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，做到切實(shí) 理解，融會貫通，真正達(dá)到學(xué)以致用的目的。 對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜及實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容，要充分利用實(shí)物，采取邊學(xué) 習(xí)、邊實(shí)踐的方式，加強(qiáng)對所學(xué)內(nèi)容的理解。 本課程是以汽車構(gòu)造、電工電子、計(jì)算機(jī)等學(xué)科為基礎(chǔ)，對于理 論部分的教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)加強(qiáng)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，以提高學(xué)習(xí)效果。 小 結(jié) 1.汽車電氣設(shè)備包括3

7、個部分：電源（包括蓄電池和發(fā)電機(jī)）、用 電設(shè)備和配電裝置。 2.用電設(shè)備包括起動系、點(diǎn)火系、照明系、信號裝置、儀表及報(bào) 警裝置、輔助電器、汽車電子控制系統(tǒng)等。 3.配電裝置包括中央接線盒、保險(xiǎn)裝置、繼電器、電線束及插接 件，電路開關(guān)等。 4.汽車電氣設(shè)備的特點(diǎn)是：低壓直流、并聯(lián)單線、負(fù)極搭鐵。 習(xí) 題 1、汽車電氣設(shè)備有哪些系統(tǒng)組成？ 2、汽車電氣設(shè)備有哪些特點(diǎn)？ 電源系統(tǒng) 用電設(shè)備 配電裝置 汽車電氣設(shè)備 蓄電池 發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器 起動系 起動機(jī) 控制電路 點(diǎn)火系 照明系 信號裝置 輔助電器 汽車電子控制系統(tǒng) 點(diǎn)火線圈 點(diǎn)火器 分電器 火花塞 車內(nèi)照明 車外照明 燈光信號 音響信號 儀表及報(bào)警

8、裝置 電壓(電流)表 燃油表 水溫表 機(jī)油壓力表 車速里程表 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表 報(bào)警燈 電動刮水器、風(fēng)窗洗滌器 空調(diào)器 低溫起動預(yù)熱裝置 汽車音響 電動車窗 電動座椅 防盜裝置 電控燃油噴射系統(tǒng) 電控點(diǎn)火系統(tǒng) 電控自動變速器 制動防抱死裝置 電控懸架系統(tǒng) 中央接線盒 保險(xiǎn)裝置 繼電器 電線束及插接件 開關(guān) 電 氣 設(shè) 備 三 大 組 成 部 分 汽車誕生 1866年德國工程師尼古拉斯奧托制造出往復(fù)活塞四沖程內(nèi)燃機(jī)， 并為現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)發(fā)展奠定了四沖程工作循環(huán)(或稱奧托循環(huán))的理 論基礎(chǔ)。他的機(jī)器經(jīng)改進(jìn)后，以汽油為燃料，熱效率可達(dá)12 14。（現(xiàn)代汽油機(jī)有效熱效率0.25-0.3，柴油機(jī)0.3-0.45

9、） 德國工程師魯?shù)婪虻屹悹栍?892年獲得了柴油發(fā)動機(jī)發(fā)明專利， 于1897年制成了實(shí)用的四沖程柴油機(jī)。后人為紀(jì)念這位發(fā)明家， 把這種機(jī)器命名為“狄賽爾發(fā)動機(jī)”。 1885年德國工程師卡爾奔馳設(shè)計(jì)制造了一個單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)和 一輛三輪汽車，并在1886年獲得了專利(有人認(rèn)為這個專利是汽車 誕生的認(rèn)證)。1886年德國工程師哥特里布戴姆勒將自制的單缸 四沖程內(nèi)燃機(jī)裝在一輛改裝的馬車上，也制成了汽車。奔馳和戴 姆勒二人隨后創(chuàng)辦了自己的公司，開始小批生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)和汽車。 他們二人首先把汽車與工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系在一起，并把汽車推上了歷 史舞臺，這是具有劃時代意義的功績。 兩位發(fā)明內(nèi)燃機(jī)的先驅(qū)者 a)尼古拉斯奧

10、托(1831-1891)；b)魯?shù)婪虻屹悹?18581913) 汽車發(fā)明者 卡爾奔馳(1844-1929)以及他發(fā)明的三輪汽車 支柱產(chǎn)業(yè) 目前全世界汽車保有量超過6.5億輛，按全世界人口平均9人就擁 有1輛，其中轎車最多、占總保有量的80%左右。預(yù)計(jì)到2030年， 客貨車總量將翻一番。 汽車普及率最高的是美國，平均1.3人擁有1輛；西歐、北歐、日 本等發(fā)達(dá)國家，平均2-3人擁有1輛；東歐、俄羅斯、韓國等國家 平均約10人擁有1輛。 汽車電器設(shè)備發(fā)展概況 20世紀(jì)50年代以前，限于電子技術(shù)的發(fā)展，汽車的發(fā)展以機(jī)械設(shè)備為 主，電氣設(shè)備在汽車上的應(yīng)用較少，只是一些必備的電源和用電設(shè)備。 20世紀(jì)60

11、年代以后，隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，汽車上也開始采用電子設(shè) 備，主要標(biāo)志是交流發(fā)電機(jī)，采用二極管整流技術(shù)，將交流電變?yōu)橹?流電，減少了發(fā)電機(jī)的質(zhì)量和體積，提高了發(fā)電機(jī)的可靠性。之后， 又用電子式電壓調(diào)節(jié)器替代了傳統(tǒng)的觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器使發(fā)電機(jī)輸 出的電壓更加穩(wěn)定，井大大減少了維護(hù)的工作量。 進(jìn)入20世紀(jì)70年代，電子技術(shù)應(yīng)用在點(diǎn)火系統(tǒng)中，出現(xiàn)了電子控制高 能點(diǎn)火系統(tǒng)，點(diǎn)火提前的電子控制系統(tǒng)，使點(diǎn)火能量大大提高，點(diǎn)火 提前的控制更加精確，提高了汽車的動力性，降低了汽車的排放污染。 為進(jìn)一步降低汽車的排放污染和提高汽車的整體性能，隨之又出現(xiàn)了 電子控制燃油噴射系統(tǒng)(EFI)、電子控制自動變速器(ECT)、

12、制動防抱 死系統(tǒng)(ABS)等。 20世紀(jì)80年代以后，汽車用的電子裝置越來越多，如駕駛輔助裝置， 安全警報(bào)裝置，通訊、娛樂裝置等。特別是微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，更給汽 車電子控制技術(shù)帶來了一場技術(shù)革命，電控技術(shù)深入到了汽車的各個 組成部分，目前，較高級轎車一般都裝有7-8個微處理器，日本豐田公 司“滑翔機(jī)”牌汽車上已使用24個微處理器，汽車進(jìn)入電子控制時代， 使汽車的整體性能得到了大幅度的提高。 汽車電子控制技術(shù)發(fā)展概況 汽車自問世以來，在很長一段時間內(nèi)其技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)在機(jī)械 方面，20世紀(jì)50年代以后，隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，電子技術(shù)在汽 車上的應(yīng)用和發(fā)展代表了汽車技術(shù)發(fā)展的主流和趨勢?？梢哉f近 半個

13、世紀(jì)以來，汽車技術(shù)的發(fā)展主要是汽車電氣與電子技術(shù)的發(fā) 展。20世紀(jì)80年代以后，提高汽車性能，節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境， 主要取決于電子控制技術(shù)（據(jù)有關(guān)資料介紹，電控燃油噴射裝置 與傳統(tǒng)的化油器供給系統(tǒng)相比，可使發(fā)動機(jī)功率提高10%；在耗油 量相同的情況下，扭矩可增大20%；從0-100Km/h加速時間減少7%； 油耗降低10%；廢氣排污量可降低34%-50%；系統(tǒng)采用閉環(huán)控制并 加裝三元催化器，排放量可降低73%）。汽車電子化成為21世紀(jì)汽 車發(fā)展的必由之路。 汽車電子控制技術(shù)是伴隨著汽車法規(guī)(油耗法規(guī)、排放法規(guī)、安全 法規(guī))要求的提高和電子技術(shù)的進(jìn)步而逐步發(fā)展到當(dāng)今水平的，其 發(fā)展過程大致可分為

14、分立電子元件控制、集成電路控制和微型計(jì) 算機(jī)控制3個階段。 國產(chǎn)汽車電子控制技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用相對較晚。20世紀(jì)90年代初 期，只有少數(shù)車型，如一汽的奧迪、北汽的切諾基汽車上開始采 用電子控制燃油噴射發(fā)動機(jī)，而且基本上是進(jìn)口部件組裝，與國 外的差距較大。隨著形勢的發(fā)展，如城市汽車數(shù)量的增多，汽車 尾氣造成的污染日趨嚴(yán)重等，國家有關(guān)新的安全、油耗、排放法 規(guī)將同國際標(biāo)準(zhǔn)接軌；同時，迫于全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程及汽車行 業(yè)的激烈競爭，我國汽車大大加快了采用電子控制技術(shù)的前進(jìn)步 伐，國家和有關(guān)部門采取了一系列措施。 關(guān)于汽車技術(shù)未來的發(fā)展，2000年美國汽車工程師協(xié)會年會得出 的結(jié)論是：21世紀(jì)的汽車將是架

15、在4個輪子上的計(jì)算機(jī)。可見，以 計(jì)算機(jī)為核心的汽車電子控制技術(shù)將在未來汽車技術(shù)中發(fā)揮主導(dǎo) 作用。 汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用情況及未來汽車包括電子控制技術(shù)在內(nèi)的 發(fā)展趨勢展示。 汽車電子控制技術(shù)3個階段 第一階段(1953年-1980年)：汽車電子設(shè)備主要采用分立電子元件組成控 制電路進(jìn)行控制。主要產(chǎn)品有交流發(fā)電機(jī)整流器、電子式電壓調(diào)節(jié)器、 電子點(diǎn)火控制器、電子式閃光器、電子式間歇刮水控制器、汽車收音機(jī) 和數(shù)字時鐘等。 第二階段(1981年-1990年)：汽車電子設(shè)備廣泛應(yīng)用集成電路和8位微處 理器進(jìn)行控制。主要產(chǎn)品有電子燃油噴射系統(tǒng)、空燃比反饋控制系統(tǒng)、 防抱死制動系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、電子控制自動

16、變速系統(tǒng)、巡航控制系 統(tǒng)、電子控制門鎖系統(tǒng)、程控駕駛系統(tǒng)、超速報(bào)警系統(tǒng)、前照燈燈光自 動控制系統(tǒng)、自動除霜系統(tǒng)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、座椅安全帶收緊系統(tǒng)、車 輛防盜系統(tǒng)、故障自診斷系統(tǒng)、車身高度自動控制系統(tǒng)和數(shù)字式組合儀 表盤(包括數(shù)字式車速表、里程表、轉(zhuǎn)速計(jì)、燃油表和水溫表)等。 第三階段(1991年以后)：汽車電子設(shè)備廣泛應(yīng)用16位或32位微處理器進(jìn) 行控制，控制技術(shù)向智能化方向發(fā)展。主要產(chǎn)品有發(fā)動機(jī)燃油噴射與點(diǎn) 火綜合控制系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)、控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)、四輪轉(zhuǎn) 向控制系統(tǒng)、輪胎氣壓控制系統(tǒng)、聲音合成與識別系統(tǒng)、數(shù)字式油壓表、 蜂窩式電話、可熱式擋風(fēng)玻璃、倒車示警器、超速限制器、自動后視鏡 系統(tǒng)、道路狀態(tài)指示系統(tǒng)、動力最優(yōu)化控制系統(tǒng)、通信與導(dǎo)航協(xié)調(diào)系統(tǒng)、 安全駕駛監(jiān)測與警告系統(tǒng)、自動防追尾碰撞系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)和電子 地圖等。 汽車電子控制技術(shù)應(yīng)用概況 未來汽車的發(fā)展趨勢 國家和有關(guān)部門采取的措施 1995年底，上海大眾汽車有限公司與德國博世公司合資成立上海 聯(lián)合汽車電子有限公司，生