模块一 汽车电气设备基础 1.1 汽车电气设备的作用 汽车电气设备(electrical device)是汽车的重要组成部分之一,其性能的好坏直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排气净化及舒适性。 例如,为使汽车发动机获得最高的经济性,需要点火系统在最适当的时间点火;为使发动机可靠起动,需采用电力起动机;为保证汽车工作可靠、行驶安全,则有赖于各种指示仪表、信号装置和照明灯具等电器的正常工作。
1.2 汽车电气系统的特点 蓄电池、发电机、起动机、点火系统、照明信号系统、仪表信息等传统的汽车电气设备是汽车的基础组成部分,也是汽车电子控制系统的基础。 多年来,汽车电气设备一直在汽车上发挥着重要的作用,并将继续发挥其应有的作用。基础电气设备将向提高品质,提高性能的方向发展,辅助电器将向进一步拓展种类,扩大应用范围的方向发展。 1.双电源 在汽车电气系统中,采用两个电源(蓄电池和交流发电机),两者互相配合,协同工作。即使是在极端条件下(如发电机损坏,不发电),光靠蓄电池供电,汽车也能行驶一定里程。
2.低电压 汽车电气系统的额定电压(rated voltage)有6V、12V、24V 三种。 汽油发动机汽车普遍采用12V电源,柴油发动机汽车多采用24V电源(由两个12V蓄电池串联而成),摩托车采用6V电源。 汽车运行中的实际工作电压,一般12V系统为14V左右,24V系统为28V左右。 3.直流供电 现代汽车发动机是靠电力起动机起动的,起动机由蓄电池供电,而向蓄电池充电又必须用直流电源,所以汽车电气系统为直流系统。
4.单线制 单线制(单线连接)是汽车电路的突出特点之一,它是指汽车上所有电器设备的正极均采用导线相互连接;而负极则直接或间接通过导线与金属车架或车身的金属部分相连,即搭铁(Put up iron,亦称接地,earthing或grounding)。 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,再由电器设备自身或负极导线搭铁,通过车架或车身流回电源负极而形成回路。 由于单线制导线用量少,线路清晰,接线方便,因此广为现代汽车所采用。
5.负极搭铁 采用单线制时蓄电池的一个电极需接至金属车架或金属车身上,俗称“搭铁”。 蓄电池的负极接金属车架或金属车身称为负极搭铁(negative earth)。蓄电池的正极接金属车架或金属车身称为正极搭铁(positive earth)。 6.并联连接 各用电设备均采用并联连接,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。 由于采用并联连接,所以汽车在使用中,当某一支路用电设备损坏时,并不影响其他支路用电设备的正常工作。
7.设有保险装置 为了防止因电源短路(火线搭铁)或电路过载而烧坏线束,电路中一般设有保护装置,如熔断器(短路保护)、易熔线(过载保护)等。 8.汽车电线(导线)有颜色和编号特征 为了便于区别各电路的连接,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定。 9.由相对独立的分支系统组成 1)电源电路;2)起动电路;3)点火电路; 4)照明信号电路;5)仪表报警电路;6)辅助装置电路
1.3 汽车电气系统的发展趋势——电压升级 在现代汽车中,电气设备越来越多,电气负荷越来越大,这就要求汽车电源系统提供更多的电能,电压升级已经成为汽车电气系统的发展趋势。 目前,学术界提出的汽车电压升级方案有两种,一种是全车42V单电压方案,另一种是14V/42V双电压方案。 全车42V单电压方案是将目前汽车上采用的14V电源改为42V。 14V/42V双电压方案是指在车上根据用电设备的特点,采用14V与42V并存的方法,有针对性的对电气设备提供不同电压的电源。