理论教育 汽车电气系统检修-识读电路图、熟悉电路构造、实际操作

汽车电气系统检修-识读电路图、熟悉电路构造、实际操作

时间:2023-10-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:3)能识别串联电路、并联电路和混联电路。6)能在车上熟悉倒车灯电路构造。7)掌握汽车电路的构成。价电子远离中子,且较易脱离运行轨道。也就是说,正电荷与负电荷之间的数量差造成了这种不平衡的状态。1A表示有6280亿个电子在1s内流过一个固定点。

汽车电气系统检修-识读电路图、熟悉电路构造、实际操作

1.任务描述

识读实训车的倒车灯电路图;利用维修资料,在实训车上熟悉倒车灯电路构造。

2.教学目标

(1)能力目标

1)能识读基本直流电路。

2)能利用欧姆定律和焦耳定律进行电路计算。

3)能识别串联电路、并联电路和混联电路。

4)会使用汽车维修资料和维修数据。

5)能识读汽车倒车灯电路图。

6)能在车上熟悉倒车灯电路构造。

(2)知识目标

1)掌握基本直流电路、电压、电流电阻

2)熟悉欧姆定律和焦耳定律。

3)熟悉串联电路、并联电路和混联电路及其特点。

4)熟悉维修资料和维修数据的使用。

5)掌握汽车电路图的特点。

6)掌握汽车电路读图基本方法。

7)掌握汽车电路的构成。

3.相关知识

(1)电学基础

1)电子

原子

在现代的汽车上,采用了种类繁多的电气系统和电子部件,用来确保车辆的正常运行。在许多情况下,电对于发动机、变速器甚至制动和悬挂系统能否发挥正常功能起着至关重要的作用。对于从事汽车修理业的每个人来说,掌握电的基本工作原理是非常重要的。一个原子的构造见图2-1。

②电的构成元素

电被定义为“在某个力的作用下,通过某个导体的电子流”。为了更好地理解这个定义,我们需要了解物质的结构。我们周围的任何事物(固体、液体和气体)均被认为是物质。物质是由许多不同的原子和原子组合构成的。

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图2-1 原子的构造

1—原子核(质子和中子) 2—电子轨道 3—电子

而原子则是由质子(携带一个正电荷)、中子(不携带电荷)和电子(携带一个负电荷)构成的。

位于原子中心的原子核由质子和中子构成。由于质子携带正电荷,而中子不带电荷,因此中子本身也被赋予正电荷。携带负电荷的电子沿轨道围绕原子核旋转,就像太阳系中的行星沿轨道围绕太阳旋转一样。

同性电荷相斥,异极电荷相吸。由于受正电荷的吸引,负电荷保持沿其轨道旋转。这种吸引力就如同两块磁铁北极(正极)和南极(负极)靠得很近时就会相互吸引一样。吸引与排斥见图2-2。

③电子的运动

电子的运动如图2-3所示。

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图2-2 同性电荷相斥,异极电荷相吸

1—相异吸引 2—相同排斥

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图2-3 电子的运动示意图

1—原子核 2—自由电子 3—质子(正电荷) 4—自由电子 5—导体中的原子 6—电子(负电荷)

一个电子以能够保持其轨道的速度围绕中子做旋转运动。中子的吸引力与电子旋转所产生离心力之间的平衡使每个电子保持着各自的运动轨道(壳层)。壳层外部的电子叫做价电子。价电子远离中子,且较易脱离运行轨道。如果有一个良好的通路或导体,电子就能够从一个原子流到另一个原子,这样就产生了电流。

丢失一个电子的原子被称为一个正离子。携带有一个多余电子的原子叫做一个负离子。离子在不断地寻求着平衡,正离子试图获得一个电子,而负离子则试图排斥掉一个电子。这些吸引和排斥所产生的力就形成了被称为电动势的电压,其单位是“伏特(V)”。我们将在随后的章节中对其进行详细的讨论。电子从一个原子流到另一个原子将产生电流。电子流过一个介质的难易程度取决于该介质的类别;即其是一个导体,还是绝缘体。

2)导体与绝缘体

原子随物质的不同而有所区别。一种物质的价电子越多,电子越难以通过。相反,价电子的数量越少,该物质越有利于电子的流过。不言而喻,导体与绝缘体之间的区别就在于其价电子的数量,如图2-4所示。

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图2-4 不同物质原子的价电子的数量示意图

①导体

壳层外拥有少于4个电子的任何物质都是一种良好的导体。铜是应用在汽车导线上的一种常用导体,因为它强度高、成本相对较低而且对电子流的阻力非常小。其他的良好导体还有(按照导电性排列):银、金、铝、钨、铁、钢、汞。

虽然银和金是优良导体,但由于其很昂贵,不适于汽车的普通应用,而只将其应用在关键用途上。因为金具有很强的耐腐蚀性,所以某些汽车插头是用金制成的。

②绝缘体

壳层外拥有4个以上电子的任何物质都是绝缘体。绝缘体是可以防止或阻止电流的物质。采用该种材料包裹导线可以起到绝缘、保护导线和防止电击等作用。具有良好绝缘性的物质有:塑料、玻璃、橡胶陶瓷蒸馏水(不过,饮用水中的矿物质会导电)。

半导体

壳层外恰好拥有4个电子的任何物质都是半导体。半导体只有在特定的条件下才导电。安装在电脑收音机电视等使用的PCB上的元件一般是由半导体制作的。

3)欧姆定律

①电压

电压是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。电压的力是由两个原子间的一个“势差”而引起的。也就是说,正电荷与负电荷之间的数量差造成了这种不平衡的状态。

可以将电压与水塔中所形成的水压做一个比较,来说明这个原理。水塔顶部(相当于12V)与低部或地面(相当于0V)之间的势差导致形成水压。电压与水塔的比较见图2-5。

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图2-5 电压与水塔的比较

用单位伏特来计量电压,通常缩写为V。绝大多数汽车电路均由车辆蓄电池发电机来提供电源,且通常为12V电气系统。旧式车辆使用6V系统,而卡车为24V。

如果在蓄电池正极接线柱与底盘地线之间,测量蓄电池所产生的电压,你会发现正是由于两个端子之间势差,才使电流流过电路,且此种情况下的势差为12V。

如果没有电压以及一个连同地线的完整回路,电流就不可能流动。电压和电流共同作用产生了电力,进而做功,例如点亮一个灯泡或使一台电动机运转。

a)直流电流(DC)

当蓄电池一个接线柱处的电子过剩时,就会导致其向缺乏电子的另一个接线柱流动,这样就会形成直流电流。直流电流只沿一个方向流动。直流电的一个优点是可以将其存储在采用电化学法的蓄电池中。

b)交流电流(AC)

当改变极性(正极或负极)的电流来回流动时,即产生交流电流(AC)。交流电流总是在不断地改变其流动的方向,先沿正极方向流动,然后沿相反的负极方向流动。这被称为一个循环。

由于其符合正弦函数的数学特点,因此通常使用一个正弦波来表示一个循环。一个循环就是形成完整波形的过程。使用赫兹(Hz)来计量每秒钟的循环次数,也被称为交流电流的频率。

②电流

电流是电子从一个原子到下一个原子的流动。以单位安培来计量电流,通常缩写为A。1A表示有6280亿个电子在1s内流过一个固定点。这里举一个例子,可以说明电流有多么强大。如果低于1A1/10的电流流过人体,将会造成严重伤害。

以水塔为例,我们可以将电流与从水塔流到水节门的水进行比较。让我们再回顾一下电压和电流的定义:电压是正极端子与负极端子之间的电势差,电流是电子的实际流动或运动。那么,水从水塔到地面的实际流动就类似于电流的流动。记住:只有在电压(压力)的作用下,电流才会流动。电流与水流的比较见图2-6。

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图2-6 电流与水流的比较

1—水流 2—电流 3—负载

4)整流

由于汽车电气系统使用的是直流电压,因此必须转换发电机所产生的交流电压。整流是将交流电转换成直流电的过程。

为将交流电整流成直流电,需要使用被称做二极管的微型半导体。二极管是一种只允许电流沿一个方向(正极或负极)流过的器件。在随后的章节中,我们将对二极管进行更为详细的讨论。

5)电阻

水管与电路中的阻力

电阻阻碍或限制电路中的电流流动。所有电路均存在一定的电阻。所有的导体,例如铜、银和金等同样也对电流具有一定的阻力。我们使用单位欧姆(符号为Ω)来计量电阻。

并非所有的电阻都是一种负面的影响。在普通的照明电路中,灯泡本身就是利用电阻原理来发光的。灯丝的阻力限制电流的流动,进而使发光点升温,发光。

一个电路中的无用电阻会消耗电流,使负载增加,从而导致设备的不良运行或停止运转。

一个电路中的电阻越大,电流就越小。如图2-7所示,电阻就像水管中的瓶颈一样,电阻降低或限制电流的流动。影响电阻的三个因素是温度、导线直径以及导线的长度。电阻与水管中阻力的比较见图2-7。

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图2-7 电阻与水管中阻力的比较

②电阻的影响因素

(a)温度

温度对不同的材料有着截然不同的影响。例如,铜和钢的电阻是随着温度的升高而增大。当这些材料的温度升高时,其电子将更加牢固地保持其旋转轨道。这样,就使电子从一个原子到另一个原子的流动更加困难。

(b)导线直径

影响电阻的第二个因素是被用作导体的材料的尺寸。较大尺寸的导体意味着可同时流过更多的电子。反之,流过的电子就少。当使用导线作为一个导体时,导线直径越小,电阻就越大。而当增大导线的直径时,电阻就会减小。

(c)导线长度

最后一个因素是导线的长度。增加长度,电阻就会增大。这是因为,电子必须经过更多的原子。电子通过较短的导线时,就会经过较少的原子以及受到较小阻力的影响。

(d)腐蚀

一个电路的腐蚀也对电阻产生一定的影响。腐蚀是由于暴露在诸如盐、水和污物等物质中造成的。一旦出现腐蚀,电阻就会增大。

(2)电路基础

1)欧姆定律

电压、电流和电阻相互间有着某种特定的关系。了解这种关系并能够将其应用到实际电路中是非常重要的,因为这种关系是全部电气故障诊断的基础。

19世纪的一位科学家乔治·欧姆发现,需要1V的电动势来推动1A的电流通过1Ω的电阻。电流与所施加的电压成正比,而与一个基本电路中的电阻成反比。使用以下公式,可以描述欧姆定律,以说明电压(U表示电流电动势),电流(I表示电流强度)和电阻(R表示电阻阻值的大小)之间的关系。

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2)功率

许多电气装置都被标定为消耗多少功率,而不是可产生多少功率。通常,采用W(瓦特)来表示功率消耗。

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功率、电压和电流之间的关系可用以下功率公式表示:

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即功率等于电压乘以电流。

例如,如果一个电路的总电流为10A,电压为120V,则

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在一个电路中,如果电压或电流增大,则功率也随之增大。额定功率的最普通应用可能要算是灯泡了。通常,采用其所消耗的瓦特值来标定灯泡。

3)串联电路

串联电路如图2-8所示。

①电阻

串联电路中的电阻是累加的。将所有电阻加起来。就可知道电路中的总电阻。上图中的总电阻为

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图2-8 串联电路

②电流

在串联电路中,相同的电流要通过电路上的所有负载。也就是说,如果测量串联电路的电流,则任何测点测出的电流都一样。电流的大小可由欧姆定律得出,电流是电路中电压和电阻的函数。

串联电路中的电流值由电压除以电阻得出,图2-8中的电流为

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=12V/6.0Ω=2.0A

③电压

在串联电路中,当电流流过的电阻(负载)越多,电压就降得越低。

4)并联电路的测量

并联电路的测量如图2-9所示。

①电阻

在并联电路中,总电阻小于最小电阻。可使用虚拟电压法来决定并联电路中的总电阻。

虚拟电压法:

第一步——为电路设定一个虚拟电压;

第二步——决定流经每一负载的电流;

第三步——将流过每一负载的电流加起来,从而计算出总电流值;

第四步——用虚拟电压除以总电流值就可得出总电阻值。

例如:

第一步——设电压=12V;

第二步——流经R1的电流:I1=U/R1=12V/6Ω=2A;

流经R2的电流:I2=U/R2=12V/4Ω=3A

流经R3的电流:I3=U/R3=12V/2Ω=6A

第三步——总电流值=2A+3A+6A=11A;

第四步——总电阻值=1=U/I=12V/11A=1.09Ω。。

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图2-9 并联电路

②电流

在并联电路中的电流是各支路电阻和电路总电阻的函数。我们可以把每一支路看成是独立的且具有其总电阻和电流的串联电路。如果每一支路中的电阻不同,其电流也将不同。

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用系统中的总电阻可求出电路中的总电流。

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③电压

并联电路中,各支路的电压均等于电源电压。

5)混联电路

我们实际遇到的电路通常为串并联电路组成的混联电路。如图2-10就是一个简单的混联电路,在这个电路中旋转变阻器可以调节灯光的亮度。

6)二极管电路

电气材料分为导体、绝缘体和半导体。半导体包括二极管(见图2-11)、晶体管等。这些半导体常称为固体器件,因为它们是用固体材料制造的。制造半导体常用的材料是硅或锗,这两种材料都属于晶体。

二极管是仅能单方向导通的半导体器件(见图2-12)。汽车用二极管大部分是硅二极管。硅半导体尽管可以在150℃的高温下工作,但为了防止意外,还是尽可能在较低温条件下使用。

汽车上常用的硅二极管(也称为硅整流器件)是交流发电机整流电路中所使用的二极管,其容量为10~50A,在汽车电子电路中常用的是数十mA小容量的二极管。对二极管的要求是不仅要有较高的耐压值,而且还要求即使有超过耐压值的电压加到二极管上时,也不会立刻损坏。

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图2-10 典型的混联电路

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图2-11 二极管及其符号

用在汽车电路中的二极管还有稳压二极管,也称为单向击穿二极管或电压调整二极管。稳压二极管有这样一个特点:在其所能承受的耐压值范围内,只要它所产生的热量不超过允许值,稳压二极管就不会损坏。所以用稳压二极管把电路电压保持在一个稳定值范围内是非常方便的。

图2-13就是利用稳压二极管为仪表提供稳压电源的电路。图中的稳压二极管与电阻串联而与仪表并联。如果仪表电压必须限定在5V以内,则应使用额定电压为5V的稳压二极管。稳压二极管维持恒定的5V电压,而串联电路的总电压降又必须等于电源电压。因此,大于稳压二极管的电压必定降落在电阻上。即使电源电压变化,也只是引起不同大小的电流流过电阻和稳压二极管,而稳压二极管两端的电压始终维持不变。当二极管两端电压达到5V时,便发生齐纳击穿(二极管达到反向导通时的电压称为齐纳电压)。此时的稳压二极管反向导通,电阻的两端产生额外的电压,而仪表两端的电压始终保持为5V。其原因是稳压二极管“制造”电阻额外的电压以此来保持稳压。

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图2-12 常见二极管

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图2-13 利用二极管稳压的简单电路

有一种二极管在导电时发光,叫做发光二极管(LED)。发光二极管上有一小透镜(见图2-14)。不同材料制造的发光二极管发出不同颜色的光。发光二极管的工作情况与普通二极管相同,不同的是它会在加偏压时发光,而且电流约为3mA时就能发光。

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图2-14 发光二极管及其符号

7)晶体管电路

晶体管可以用来控制电流的流动,在电路中作为开关和放大器。晶体管是由P型和N型材料组合的三层材料制成的,有NPN型和PNP型两种组合(见图2-15)。实际上,一个晶体管是共同拥有中间层的两个二极管。不管接到电路的是NPN型还是PNP型晶体管,其中一个二极管应是反向偏置的;而另一个二极管应是正向偏置的。

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图2-15 NPN型和PNP型晶体管及其符号

注意:汽车电子电路中常用的是PNP型晶体管。晶体管的三层,分别为发射极、集电极和基极。发射极是正偏的二极管的外层,基极极性与正偏的二极管在电路中所加的电压极性相同。晶体管符号中的箭头,表示发射极的通向并指明正电流流动的方向。集电极是反偏的二极管的外层。基极是共享的中间层。接到电路不同地方的晶体管,每层都有自己的通向。

1)开关作用

晶体管是三层半导体,作用如同高速开关。

对于NPN型晶体管,当基极加正偏压时,发射极引导电流流至集电极,但晶体管不能导通,除非加到基极的电压超出发射极电压大约为0.7V。晶体管导通时,基极和集电极相对于发射极都必须是正的。

如果加到基极的电压与发射极电压的差值小于0.7V,晶体管的作用如同打开的开关;如果大于0.7V,作用就像合上的开关(图2-16)。对于PNP型晶体管,当给基极加比发射极电压更低的正偏压时,电流便从发射极流到集电极(见图2-17)。为使电流从发射极流到集电极,基极和集电极都必须比发射极的电压低。PNP型晶体管的工作原理与NPN型相同,不同的只是所流的电流是空穴电流。图2-18是汽车中常用的晶体管。

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图2-16 NPN晶体管的开关作用

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图2-17 PNP晶体管的开关作用

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图2-18 汽车中常用的晶体管

2)放大作用

晶体管的另一个重要作用是放大作用。这个作用对于读出计算机输入的微弱电压是很有用的,但必须将此微弱电压增强才能驱动负载部件。如图2-19所示,输入到晶体管基极的小信号电压波形通过晶体管放大器后发生了以下变化:

①输入电压被放大。

②输入电流增大。

③输出波形反了180°。

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图2-19 晶体管放大功能示意图(www.daowen.com)

有些放大电路使用达林顿管,如图2-20所示,这种电路将两个晶体管连在一起,晶体管V1用作前置放大管,它产生推动晶体管V2的电流。晶体管V2是次级放大管,它与控制电路是隔离的,它将电流增强到驱动负载部件所需的数值。电子点火系统的控制模块,大多采用这种放大电路。

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图2-20 用于放大电路的达林顿管

(3)集成电路(IC)

集成电路是利用半导体工艺将一些晶体管、电阻、电容以及导线等电路元器件制作在一块很小的半导体材料或绝缘基片上,从而形成一个完整的电路。集成电路具有体积小、重量轻、可靠性高和造价低等优点,如图2-21所示。在汽车电气系统中,集成电路是非常复杂的,一般都是由具备各种功能的电路集成在一个电路板上。汽车上的各个控制模块(集成电路芯片)均集成了成千上万个不同功能的电路,如车身控制器(Body Control Module,简称BCM)就可以同时控制车门、车窗、空调、防盗、内部灯等车身电气部件。

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图2-21 集成电路芯片

(4)导线与线束

1)导线

导线是汽车电气系统中最基础的组成部分,但它并不像大家想象的那么简单。在不同的汽车电路中,对导线的尺寸以及材料要求也不一样,它们各自都有严格的标准规定。

注意:在维修汽车电路时,要严格按照维修手册中的相关规定、标准、程序去执行。切记不要随便连接、更换或替代出现问题的导线,有的修理人员经常随意篡改和加接导线,就是我们俗称的“飞线”,这样容易引起导线过热,发生火灾,是十分危险的。

单根导线标称截面及允许的电流(JB 677—71)见表2-4。

表2-4 导线截面与允许电流的关系

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注:将单根导线置于空气中,温度为25℃。

2)线束

现在大多数汽车电路都使用外面有绝缘层的铜质导线,还有一种具有屏蔽功能的屏蔽电缆中也有应用。屏蔽电缆外围有屏蔽层,从而可以避免受电磁波的干扰。汽车计算机信号传输电路一般都使用屏蔽电缆。另外还有多根导线并排制作在一起的带状导线,这种导线的优点是节省空间,布线简单,多用在空间狭小的地方,比如汽车仪表板系统电路使用的就是带状导线。如图2-22所示。

在汽车电路中应用最多的应该是线束。线束其实就是将多根导线集合在一起,并共用一个大的接头,以节省空间和简化电路。例如,灯光开关的连接线束内就包含停车灯、尾灯、远光和近光电路所使用的导线。大多数线束用一根硬质塑料管或软质塑料管包装,然后用线夹固定在汽车上。一辆汽车上会有多个线束,而且汽车越高级,线束越多。线束的布线方式在各车型的维修手册中有详细的标注,如图2-23所示为标致雪铁龙汽车线束。

为了更好地区分汽车各个系统的电路,往往还需要对不同的线束进行编号。维修汽车时,可以根据这些编号迅速查找需要的线束。

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图2-22 汽车导线

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图2-23 标致雪铁龙汽车线束

(5)维修资料和维修数据

以前技师大多是根据经验对汽车进行修理,很少使用维修资料或数据。在车型比较单一的情况下,这种方法是可行的。例如20世纪90年代初我国的进口车型主要是日本车,后来又增加了桑塔纳富康捷达等车型。随着近年汽车车型的不断增多,特别是汽车电子控制技术的迅速发展,使得汽车维修技术的难度逐渐增大。面对不同年代生产的众多车型,如果没有维修技术资料,维修工作将很难顺利进行。作为一名汽车维修技师,要快速、准确、有效地完成故障检测、分析、诊断和排除,除了依赖于检测仪器仪表和维修工具以外,汽车维修技术资料已经成为不可缺少的帮手。

维修资料和日常维修设备一样,是任何维修厂都必备的。正确地使用维修技术资料,有利于快速准确地诊断故障。如果发生故障以后盲目采取维修措施,而不是从技术资料上分析导致故障的原因,不仅不能够排除原有的故障,还可能会扩大故障范围,造成不必要的损失。

(6)汽车电路图的识读

随着汽车技术的进步和汽车工业的迅速发展,汽车车型越来越多,结构越来越复杂,功能越来越完善。汽车设备的性能不断得到改进,特别是汽车电子控制技术的迅速发展,使得汽车电路越来越复杂。作为一名汽车维修技师,快速、准确地阅读和利用电路图已是一项必备的技能。但是各种车型的汽车线路结构型式、电气设备的数量、安装位置、接线方法都各有差异,所以想彻底读懂电路图,需要系统的学习。

本节介绍各种电路图的共同点和不同点以及阅读方法。

虽然不同厂家的不同车型的电路图都有各自的特点,但是所有电路的接线原则也有共同点。汽车电气线路除了采用低压直流电、单线制负极搭铁外,还具有以下几个特点:

第一,各用电设备均采用并联。

汽车上的两个电源(蓄电池与发电机)之间以及所有用电设备之间,都是正极接正极,负极接负极,并联连接。

第二,汽车线路有颜色和编号特征。

为了便于区别各线路的连接,汽车所有低压导线必须选用不同颜色的单色或双色线,并在每根导线上编号。编号由生产厂家统一编制。

第三,导线做成线束。

为了不使全车导线凌乱,以便安装和绝缘保护,一般都将导线做成线束。一辆车可以有多个线束。

1)汽车电路的构成

下面以大众公司的电路图为例,讲解汽车电路的构成。如图2-24所示。

①外线部分

外线部分在图上以粗实线画出,集中在图的中间部分。每条线上都有导线的颜色、导线的截面积的标注(原厂图)。线端都有接线柱号或插口号表示其连接关系。颜色标记以文字或字母表示。

如果导线是双色的则以两种颜色的字母共同标记。有时导线的截面积会以数字标示在导线颜色上方,例如4.0mm2、6.0mm2等。

②内部连接部分

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图2-24 典型电路图

内部连接部分在图上以细线画出。这部分连接是存在的,但线路是不存在的。这种标示线路是为了说明连接关系。同时,使电路图更加容易理解。

③电气元件部分

电路图本身就是表达元件之间的连接关系的。电气元件在图中用框图辅以相应的标号表示,每一个元件都有一个代号。电气元件的接线点都用标号标出,标号在元件上可以找到。例如,图2-24左上方燃油泵继电器J17四个触点的标号为1、2、3、5。

④继电器、熔丝及其连接件部分

图2-24上还有继电器标号、继电器盘上插接件和连接件符号、熔丝座标号及熔丝容量等。熔丝容量用不同的颜色加以区别。车上的大部分继电器和熔丝都安装在熔丝/继电器盒内。几乎全部主线束均从继电器盘背面插接后通往各个用电器。

⑤电路连接序号

图2-24最下方的数字是电路连接序号,这一标号只是制图和识图的标记号,数字的大小没有实际的物理意义,它的作用一是可顺序表达整个车的全部电路内容,便于表示每一部分的相对独立及相互联系;二是便于反映在一部分电路图中难以表达的接线部分。

2)汽车电路图中符号的含义

读图前应先了解电路图中各个符号、数字、线段和图形等的含义,下面以图2-25为例进行说明。

1——三角箭头,表示下接下一页电路图;

2——熔丝代号,图中S5表示该熔丝位于熔丝座第5号位,10A;

3——继电器板上的插头连接代号,表示多针或单针插头连接和导线的位置,例如D13表示多针插头连接,D位置触点13;

4——接线端子代号,表示电气元器件上接线端子数/多针插头连接触点号码;

5——元件代号,在电路图下方可以查到元件的名称(如N33);

6——元器件的符号,指具体的电子元器件符号;

7——内部接线(细实线),该接线并不是作为导线设置的,而是表示元器件或导线线束内部的电路;

8——指示内部接线的去向,字母表示内部接线在下一页电路图中与标有相同字母(例如d)的内部接线相连;

9——接地点的代号,在电路图下方可以查到该代号(①)接地点在汽车上的位置;

10——线束内连接线的代号,在电路图下方可查到该不可拆式连接(④)位于哪个导线束内;

11——插头连接,例如T8a/6表示8针a插头触点6;

12——附加熔丝符号,例如S 123表示在中央电器附加继电器板上第23号位熔丝,10A;

13——导线的颜色和截面积(单位:mm2),例如棕/红,2.5:mm2

14——三角箭头,指示元器件接续上一页电路图;

15——指示导线的去向,框内的数字指示导线连接到哪个接点编号;

16——继电器位置编号,表示继电器板上的继电器位置编号;

17——继电器板上的继电器或控制器接线代号,该代号表示继电器多针插头的各个触点。例如:2/30表示:2是指继电器板上2号位插口的触点2,30是指继电器/控制器上的触点30。

3)汽车电路图的特点与标准画法

①接点标记具有固定的含义

在电路图中经常遇到接点标记的数字及字母,它们都具有固定的含义。如图2-25所示,最上方的数字30代表的是来自蓄电池正极的供电线,数字31代表搭铁线,数字15代表来自点火开关的点火供电线,x代表受控制的大容量用电设备供电线(来自卸荷继电器的供电线)等。无论这些标记出现在电路的什么地方,相同的标记都代表相同的接点。

②所有电路都是纵向排列,不互相交叉

图2-24的电路图采用了断线代号法来处理线路复杂交错的问题。例如,某一条线路的上半段在电路序号为5的位置上,下半段电路在电路序号为97的位置上,在上半段电路的终止处画一个标有97的小方格,在下半段电路的开始处也有一小方格,内标有5,通过5和97就可以将上、下半段电路连在一起了。

③多个电路以继电器盒为中心

大众汽车电路图在表示线路走向的同时,还表达了线路的结构情况。如图2-25所示,继电器盒的正面插有各种继电器和熔丝。在图中部继电器J271上标有8/87、5/87a等数字,其中分子数8和5是指继电器盘插孔代号,分母数87、87a是指继电器的插脚代号,一个整体的数字,例如8/87就表示出了继电器插脚与插孔的配合关系。

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图2-25 汽车电路图中符号含义说明

4)典型车型全车电路

①汽车电路读图基本方法

由于各国汽车电路图的绘制方法、符号标识以及文字、技术标准等的不同,各国汽车电路图有很大的差异,甚至同一国家不同公司的汽车电路图之间也存在着较大差异,这就给我们读图带来许多麻烦。要想完全读懂一种车型的整车电路图,特别是较复杂的进口轿车电路图,并非一件容易的事,因此掌握汽车电路读图的基本方法是十分必要的。

下面向大家介绍一些阅读全车电路图的基本方法。

方法一:

按照整车电路系统的功能和工作原理,把整车电气系统划分成若干独立的电路系统,有重点地进行分析。为了阅读方便,现在多数汽车的电路图是按各个电路系统进行绘制的。

方法二:

在分析某个电路系统前,要清楚该电路中所包含的各部件的功能、作用和技术参数等。例如电路中的各种自动控制开关在什么条件下闭合或断开等。

方法三:

在阅读电路图时,应掌握回路原则,即电路中工作电流是由电源正极流出,经用电设备后流回电源负极。电路中只有当电流流过用电设备时,用电设备才能工作。

方法四:

按操纵开关的功能及不同工作状态来分析电路的工作原理。如点火系统供电,点火开关应处于点火档或起动档。在标准画法的电路图中,开关总是处于零位,即断开状态,电子开关的状态则视具体情形而定。

方法五:

阅读电路图时,把含有线圈和触点的继电器,看成是由线圈工作的控制电路和触点工作的主电路两部分。主电路中的触点只有在线圈电路中有工作电流流过后才能动作。在电路图中画出的是继电器线圈处于失电状态。

方法六:

读接线图时,要正确判断接点标记、线型和色码标记。相关知识已在前面做了介绍。需指出的是标记颜色的字母因母语不同而有区别,例如我国及美国、日本采用英文字母,德国采用德文字母。

方法七:

进口汽车一般只配有接线图,其原理图往往是有关人员为研究、使用及检修而收集和绘制的。由于这些图的来源不同,收集时间不同以及符号变更等,在读法上可能出现差异。所以在读电路原理图时应注意这一点。

总之,掌握这些读图的基本方法,只是为读图打下一定基础,在达到快速准确地读图之前,还需不断地学习和实践。

②全车电路的组成

汽车电气设备线路图是将各电气部件的图形符号通过导线连接在一起的关系图。可分为三种形式,即布线图、电路原理图和线束图。布线图是汽车上采用较早、应用较广的一种,它较准确地反映了汽车电气各部件的安装位置,从图中可看出导线的走向、接点、分叉等情况,但识读困难;电路原理图可清楚地反映出电气系统各部件的连接关系和电路原理;线束图用于绕制线束和连接电气设备。

全车线路一般包括以下几个部分:

电源电路——由蓄电池、发电机、电压调节器及工作情况指示装置电路组成。

起动电路——由起动机、继电器及保护装置电路组成。

照明及灯光信号装置电路——由各种灯、继电器及开关电路组成。

仪表电路——由仪表指示装置、传感器、各种报警指示灯及控制装置组成的电路。

辅助装置电路——由提高车辆安全性、舒适性、经济性等各种功能的电气装置组成的电路,因车型不同而有所差异。一般包括风窗刮水清洗装置、风窗除霜防雾装置、起动预热装置、音响装置、空调装置、点烟装置、车窗电动举升装置、电控门锁、电动座椅调节装置等。

随着现代汽车的发展,电子控制装置在汽车上的应用越来越多,如电子控制燃油喷射、自动变速器、防抱死制动、巡航控制、悬架平衡控制等都将会构成电气线路的另一组成部分。

5)电气线路分析

①电路分析方法

电气线路分析方法是先研究各部分的线路,然后按照由部分到整体的顺序,逐次地进行研究。在研究某一部分或某一设备的线路时,应熟悉该部分的工作原理,根据它的工作性质,运用有关的连接原则,分析和掌握它的线路。具体方法可以沿着工作电流的流动方向,由电源查向用电设备;也可以逆着工作电流方向,由用电设备查向电源。

②认识电路图符号及相关数码

在布线图中电气系统的图形符号一般由外形演变而来,易于辨认。在电路原理图中则有规定的符号。在全车线路中,常标有字母和数字,用来说明图形和线条所反映不出来的内容。

在读懂电路图符号及数码意义的基础上,按照“化整为零、闭合回路”的原则,即可读懂电气线路图,为查找和排除电气系统故障提供依据。

③认识电路接线特点

尽管各汽车电气设备的数量不同、形式不一、安装位置不同、接线也有些差异,但它们具有以下几个共同特点:

(a)汽车上各电气设备的接线大多采用单线制。这样不但安装方便,而且减少了线路的故障。

(b)两个电源——蓄电池和发电机并联。这样两电源可单独供电,也能共同供电,且发电机电压高于蓄电池电压时,还能向蓄电池充电。

(c)各用电设备必须并联,且受各自开关控制。

(d)电流表能反映蓄电池的充放电情况。汽车上的用电设备除了用电量大的起动机、电喇叭外,都必须经过电流表与蓄电池构成回路。

为了防止短路烧坏线束,汽车上大部分用电设备都装有保护装置。

6)大众电路图读图实例

下面以蓄电池、起动机、发电机、点火开关部分电路为例,介绍一下电路图的标记。蓄电池、起动机、发电机、点火开关电路参见图2-26。

①蓄电池

蓄电池在电路图2-26中用A表示,负极搭铁,接地点①表示蓄电池至车身搭铁,652表示至变速箱搭铁。从蓄电池负极至车身的这条搭铁线较粗,截面积为35.0mm2。另一条接地线导线为6.0mm2的棕色线。

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图2-26 蓄电池、起动机、发电机点火开关电路

A—蓄电池 B—起动机 C—交流发电机 C1—电压调压器 D—点火开关 J519—车身控制模块 SA1—熔丝,175A SA7—熔丝,40A T1—1芯黑色插接器 T2—2芯黑色插接器 T4—4芯黑色插接器 T8f—8芯黑色插接器T73a—73芯白色插接器 ①—接地点,蓄电池至车身 290—蓄电池线束中的接地连接 507—蓄电池保险丝架上的螺栓连接(30) 652—接地点,变速箱和发动机接地,在发动机固定螺栓上

*—仅限于装备自动变速器的汽车 **—仅限于装备手动变速器的汽车导线颜色:ws—白色 sw—黑色 ro—白色 br—棕色 bl—蓝色

蓄电池的正极与起动机接点30用粗线连接,截面积为35.0mm2。是用来向起动机供大电流的。

②起动机

起动机用B表示。线路编号5、6的细实线表示自身内部搭铁。接点50上,如果装备自动变速器的汽车,通过T1用4.0mm2的红黑线相连;如果装备手动变速器的汽车,通过T1用2.5mm2的黑红线相连,并通过T8f/5与点火开关D/50b相连,组成起动机电磁开关的控制电路,50端子通电,起动机即工作。起动机接点30的接线如前蓄电池接线所述。

③发电机

发电机用C表示。发电机电压调节器用C1表示。线路编号为11的细实线表示自身接地。发电机的L端子,通过插接器T2/1、0.5mm2的蓝色线、插接器T4/2、0.5mm2的蓝色线、插接器T73a/49与车身控制模块J519相连。点火开关接通、发动机未起动时,L端子得电,仪表板内的二极管正向导通,向发电机励磁绕组提供励磁电流,发电机报警灯点亮。发动机起动后,发电机发电,L端子电压由发电机提供,进入自励磁,L端子电位升高后,发电机报警灯熄灭。如果在行车中发电机报警灯点亮,说明充电系统有故障,应及时进行检修。

B+端子是发电机C输出端子,通过25.0mm2的黑色线、SA1熔丝(175A)连接到蓄电池熔丝架上。当发电机发电时给蓄电池充电或给汽车用电器供电。

(7)电控电路简介

以上海大众朗逸轿车车身控制单元电路为例。上海大众朗逸1.6L和2.0L轿车所配置的车身控制单元属大众PQ25生产平台上集成度较高的产品,其实质是将车载网络控制单元、舒适系统控制单元和数据总线控制单元集成于一体,负责管理车辆电子电气系统。涉及的系统包括电气负荷管理、发电机励磁控制、CAN- BUS数据传输、定速巡航和车身电器(转向灯、危急报警灯、制动灯、喇叭、风窗清洗、刮水器、后视镜、后风窗加热、座椅加热、电动车窗与中控锁等)。自动档车型还具有起动机继电器、换档杆锁和倒车灯的辅助控制功能。车身控制单元具有功能强大的自诊断功能,其诊断地址为09,标注代号为J519。车身控制单元有两个T73端子的插接器与外围电路连接,T73a为黑色,T73b为白色,安装位置在仪表左侧继电器板下方(见图2-27)。

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图2-27 车身控制单元电路

1)车身控制单元的外围电路

车身控制单元与其他控制单元一样,其外围电路可分为电源电路、信号输入电路和控制执行器工作的输出电路,现描述如下:

车身控制单元的电源电路(见图2-28)

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图2-28 车身控制单元的电源电路

对应不同的控制对象,车身控制单元设有8路来自电源总线KL30号线的常电输入。

30号线→熔丝SC16(7.5A)→J519的T73b/39端子,作为控制单元常电电源。

30号线→熔丝SC18(10A)→J519的T73a/66端子,为室内灯照明供电。

30号线→熔丝SC19(7.5A)→J519的T73a/64端子,为后视镜加热供电。

30号线→熔丝SC46(25A)→J519的T73b/13端子,为转向灯、制动灯供电。

30号线→熔丝SC47(25A)→J519的T73a/68端子,为风窗清洗和刮水电机供电。

30号线→熔丝SC48(25A)→J519的T73b/67端子,为后风窗加热供电。

30号线→熔丝SC49(20A)→J519的T73a/16端子,为中控锁供电。

30号线→熔丝SC50(20A)→J519的T73a/73的端子,为喇叭供电。

除30号线供电外,车身控制单元还需要总线端KL15号线、KL75号线的电源。15号线的电路走向是:点火开关D/15→J519的T73a/44端子,为J519与网关J533供电。它还唤醒CAN总线及LIN总线,是J519正常工作(除中控锁和车身防盗功能外)的必要条件,同时也体现点火开关位置。2条75号线电路走向是:D/75→熔丝SC9(5A)→J519的T73b/11端子,为倒车灯供电;D/75→J519的T73a/51端子,体现点火开关位置。86s号线电路走向是:D/86s→熔丝SC10(5A)→J519的T73a/42端子,体现点火开关位置,构成遥控器闭锁车门的条件。

车身控制单元共有4条接地线,分别与J519的T73a/14、T73a/31、T73a/70和T73b/60端子连接。

15号、75号和86s号线的供电状态在测量值001组显示,1区是86s号线,3区是75号线,4区是15号线。30号线供电状态的测量值在040组和041组各区间显示。

2)车身控制单元的电气负荷检测和数据总线

总线端KL30号线→蓄电池上部熔丝架内的熔丝S5(5A)→J519的T73b/59端子,与J519接地端子T73b/60(与蓄电池负极直接连接)构成检测发电机发电量和车辆电气负荷的信号输入(见图2-29)。针对不同的电气负荷,车身控制单元按以下三种模式进行相应管理。

总线端KL15号线ON,发电机激活,蓄电池电压低于12.7V,控制策略通过发动机控制单元J220提升发动机怠速转速来提高发电量;蓄电池电压低于12.2V,J519将关闭座椅加热(通过T73a/36端子→座椅加热控制单元J774的T8n/2端子发送关闭指令)、后风窗玻璃加热和后视镜加热等负载较大的用电器,并关闭车内部分照明,如脚部照明灯,降低或关闭自动空调系统的功率输出(通过舒适系统CAN总线)。

总线端KL15号线ON,发电机未激活,当蓄电池电压低于12.2V时,关闭脚部照明、自动空调和信息娱乐系统(如收音机)。

总线端KL15号线OFF,当电压低于11.8V时,关闭室内灯照明和收音机。

J519供电电压的测量值在002组2区和060组1区,电气负荷管理状态在060组的2区和3区显示。

由于数据总线控制单元J533集成在J519内,所以动力系统CAN数据总线和舒适系统数据总线在此交汇(见图2-30)。T73b/18、T73b/19、T73b/20和T73b/21端子依次与动力系统CAN-L、CAN-H和舒适系统CAN-H、CAN-L连接形成CAN总线网络,用于各控制单元之间的数据交换。T73b/17是LIN总线端子,在LIN总线上连接的从控单元有驾驶人侧车门控制单元J386和前排乘客侧车门控制单元J387。

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图 2-29

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图 2-30

(8)倒车灯系统电路识读

1)捷达倒车灯系统电路识读

捷达倒车灯系统电路请参见本书附录。

打开点火开关D(ON),挂上倒档(R),倒车灯亮,电路如下:

蓄电池A(+)→主熔丝盒(P)S02(110A)→10.0ro线→继电器支架上螺栓连接点(105)→继电器支架内部接线→线(6.0ro)→连接点(18)→4.0ro线→点火开关D30端子→点火开关D→点火开关D其上15端子→2.5sw/ro线→连接点(2)→1.5sw/ro线→熔丝S14(15A)→1.0sw线→T10d/3→1.0sw/ro线→倒车灯开关F4插接器上1端子→倒车灯开关F4内部触点→倒车灯开关F4插接器上2端子→1.0sw/bl线→T10d/2→1.0sw线→连接点(w71)→分成并联2路。

①去左倒车灯

连接点(w71)→1.0sw线→T5m/5→左倒车灯M16→T5m/4→1.0br线→连接点(58)→G6搭铁点→蓄电池A(-)。左倒车灯M16亮。

②去右倒车灯

连接点(w71)→1.0sw线→T5n/1→左倒车灯M17→T5n/4→1.0br线→连接点(58)→G6搭铁点→蓄电池A(-)。右倒车灯M17亮。

2)上海大众朗逸轿车倒车灯电路识读

上海大众朗逸轿车倒车灯电路如图2-31所示。

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图2-31 上海大众朗逸轿车倒车灯电路图

F125—自动变速器多功能开关 J19—起动锁止继电器 J446—驻车辅助控制单元 M17—倒车灯 Y7—室内自动防眩目后视镜

对于自动档轿车,自动变速器多功能开关F125通过其T10s/2端子向J519的T73b/55端子发送自动变速器档位信号(见图2-31)。当J519检测到F125处于R档位置时,T73b/12端子输出12V电压使倒车灯M17点亮,与此同时该电压信号加在驻车辅助控制单元J446的T16g/6端子和室内防眩目后视镜Y7的T6p/3端子上,J446根据这一信号开始执行倒车距离控制。Y7的作用是自动调节车后入射光线的反射强度,避免对驾驶人眼睛产生眩目,Y7识别到倒车信号后关闭防眩目功能。

对于手动档轿车,倒车灯M17则由倒车灯开关F4直接控制点亮,并将12V电压信号加在J519的T73b/55端子,被J519识别后通过其T73b/48端子向J446发送倒车信息。

车身控制单元的测量值,倒车灯开关信号测量值在030组4区显示,倒车灯控制状态的测量值在034组4区显示。执行诊断测试模式(DTM)功能可对倒车灯进行终端测试。

4.实训操作

在捷达车上查找及认识倒车灯电路上每个信息并熟悉其功用,即:蓄电池A;主保险丝盒P及其上的110A熔丝;10.0ro线;4.0ro线;点火开关D,其上15、30端子;插接器;2.5sw/ro线;1.5sw/ro线;熔丝S14(15A);1.0sw线;T10d及T10d/3;1.0sw/ro线;倒车灯开关F4及其插接器上1、2端子;1.0sw/bl线;T10d及T10d/2;1.0sw线;w71点;T6m及T6m/5、T6m/2;T6n及T6n/5、T6n/2;1.0br线;58接点;2.5br线;G6搭铁点。

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