汽车线路和一般电路一样,也是由电源、负载(用电设备)、熔断装置、继电器、导线、开关等组成。
汽车电路的电源主要由蓄电池和交流发电机两部分组成。用电设备主要包括一些线圈、发光元器件以及电子元件。
1.熔断装置
汽车上的熔断装置主要指保护电气线路或用电设备(用电器)的易熔线、熔断器(熔丝)和断电器和断电器。
(1)易熔线(见图8-7)易熔线通常用来保护电源和大电流干线,使它在5s内熔断的电流和普通熔丝相比,相当于有200~300A电流通过,因此绝对不允许换用比规定容量大的易熔线。
(2)熔断器(熔丝)熔断器在电路中起保护作用。当电路中流过的电流超过规定值时,熔断器的熔丝自身发热而熔断,切断电路,防止烧坏电路连接导线和用电设备,并把故障限制在最小范围内。
图8-7 易熔线
熔断器一般安装在仪表盘附近或发动机罩下面的熔断器盒内,常与继电器组装在一起,构成全车电路的中央接线盒。
熔断器外观、颜色与熔值标注如图8-8所示。其颜色区分为:30A—绿色,20A—黄色,
15A—蓝色,10A—红色。
图8-8 熔断器及其熔值标注
一般情况下,环境温度在18~32℃,流过熔断器的电流为额定电流的1.1倍时,熔丝不熔断;达到1.35倍时,熔丝在60s内熔断;达到1.5倍时,20A以内的熔丝在15s内熔断,30A的熔丝在30s内熔断。
熔断器在使用过程中应注意以下几点:
1)熔断器熔断后,必须找到故障原因,彻底排除故障。
2)更换熔断器时,一定要使用与原熔值相同的熔断器;汽车上增加用电设备时,不要随意改用熔值大的熔断器,最好另外安装熔断器。
3)熔断器支架与熔断器接触不良会产生电压降低和发热现象,安装时要保证良好的接触。
(3)断电器 断电器通过断开电路以防止导线和电子元件过热,避免可能因此造成的火灾。汽车上大多采用的是双金属电路断电器。其原理是利用双金属片受热弯曲变形的特点工作,双金属片是用两片线膨胀系数不同的金属材料制成,当负载电流超过限定值时,双金属片受热变形,使触点分开,切断电路。等电路断路器冷却后,触点再次闭合,电路导通,如图8-9所示。
图8-9 双金属断电器示意图
a)断电器外观 b)触点闭合 c)触点分开
2.继电器
继电器可分为功能型继电器和电路控制型继电器两种。功能型继电器如闪光继电器、刮水器间歇继电器等。电路控制型继电器,即单纯实现电路通断和转换的继电器,如前照灯继电器、起动继电器、喇叭继电器等。它通过流经开关和继电器线圈的小电流,控制用电设备的大电流,起到减小开关电流负荷、保护开关触点不被烧蚀或实现电路转换等作用。
继电器通常由电磁线圈、铁心、衔铁和触点组成,其外形及内部原理如图8-10所示。当线圈两端加上一定的电压时,线圈中就会有电流,产生磁场将铁心磁化,衔铁在电磁吸力的作用下克服弹簧的拉力吸下铁心,从而带动动触点与静触点闭合或断开。线圈断电后,电磁吸力消失,衔铁及动触点在弹簧作用下返回原来位置,动静触点也恢复到原来的状态。图8-10所示为常用继电器的结构原理。
图8-10 继电器的外形及内部原理
a)外形 b)内部原理
(1)起动继电器 在采用电磁啮合式起动机的起动电路中,起动开关常与点火开关制成一体,由于通过起动机电磁开关(吸引线圈和保持线圈)的电流很大(大功率起动机可达30~40A),而使点火开关过早损坏。为此,在有些汽车上,点火开关和起动机电磁开关之间装有起动继电器,如图8-11所示。
图8-11 电磁啮合式起动机的控制电路
(2)喇叭继电器 图8-12所示为继电器在喇叭电路中的应用。
图8-12 喇叭继电器的应用示意图
(3)刮水继电器 图8-13为东风EQ1090F型汽车上的间歇刮水器线路图,除刮水开关外,还有一个内部带有时间继电器的间歇继电器(刮水继电器)。刮水器开关上有0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ四个挡位,其中0挡为停止挡,I挡为间歇挡,Ⅱ挡为低速挡,Ⅲ挡为高速挡。其工作原理如下:
当刮水器开关拨至I挡时,刮水间歇继电器中的时间继电器通电,产生吸力,将动合触点A闭合,动断触点B打开,此时电动机通过间歇继电器构成回路。其电路为:蓄电池正极→总熔断器(60A)→电流表→熔断器(10A)→刮水电动机电枢绕组→刮水器开关内部触点→间歇继电器接线柱10→常开触点A→刮水器开关→搭铁→蓄电池负极。电动机运转,带动刮水器工作。(www.xing528.com)
当电动机运行一段时间后,间歇继电器中的时间继电器线圈经几秒的延时自动断电,在弹簧的作用下,动合触点A被打开,动断触点B又闭合。
图8-13 东风EQ1090F型汽车间歇刮水器继电器线路图
由于此时自动停位触点处于自动停位器的搭铁铜片上,电动机不因继电器线圈断电而停止工作。此时电路为:蓄电池正极→总熔断器(60A)→电流表→熔断器(10A)→电枢→刮水器开关内部触点→间歇继电器接线柱10→动断触点B→自动停位器搭铁片→搭铁蓄电池负极。当电动机转到图8-13所示位置(即电源触点和自动停位触点处在同一铜片上)时,刮水电动机电路被切断,电动机便停止工作。但由于机械惯性,电动机瞬间还会转动,因而电动机以发电机运行而产生制动,迫使电动机立即停止转动,此时刮水片正处于玻璃下方。
间歇继电器经几秒钟间歇延时又重新接通,刮水电动机又开始工作。如此反复循环,构成了刮水电动机的间歇工作。
当刮水器开关拨至Ⅱ挡、Ⅲ挡时,电动机的转速直接由刮水器开关控制。此时刮水器开关内部I挡的触点自动与搭铁断开。只有将刮水器开关拨至0挡时,电动机才自动复位并停止运转。
3.电阻
电阻的主要功能是阻碍电流流过,可应用于限流、分流、降压、分压、负载,并与电容配合可作滤波器及电阻匹配器等。数字电路中按功能可分上拉电阻和下拉电阻。
电阻有固定电阻和可变电阻(可变电阻常又称为电位器)两种。固定电阻阻值的标注主要有直标法和色标法两种常见的标注方法。
(1)直标法 将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上(无误差标示为允许误差±20%)。
(2)色标法 色标法是将不同颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的标称值及允许误差,各种颜色所对应的数值如表8-2所示。固定电阻色环标志读数识别规则如图8-14所示。
表8-2 电阻色环符号意义
图8-14 固定电阻色环标志
四个色环中的第一、二环分别代表阻值的前两位数;第三环代表10的幂;第四环代表误差。
如四个色环颜色为:黄橙红金
读法:前三个颜色对应的数字为432,金为5%,所以阻值为43×102=4300Ω=4.3kΩ,误差为5%。
4.电容
很多电子产品中,电容器都是必不可少的电子元器件。电路中常利用电容器充电、放电和隔直流、通交流的特性,在电路中用于隔直流、耦合交流、旁路交流、滤波、定时和组成振荡电路等。电容的识别方法如图8-15所示。
图8-15 电容的识别方法
5.导线
汽车电器系统所用的导线有低压导线、屏蔽线和高压线三种。
(1)低压导线 导线的截面:低压导线通常采用铜质多丝软线,其截面积的大小主要根据工作电流选择,但对于一些工作电流较小的电器,为保证导线具有一定的机械强度,汽车电器中导线截面积不得小于0.5mm2。各种低压导线标称截面积所允许的负载电流如表8-3所示。
表8-3 低压导线标称截面积所允许的负载电流值
汽车用低压导线的颜色和代号:随着汽车电气设备的增多,导线数量也不断增加,为了便于维修,低压导线常以不同颜色加以区分。其中截面积在4mm2以上的采用单色,而4mm2以下的均采用双色。双色线的主色所占比例大些,辅助色所占比例小些。一般辅助色与主色条纹沿圆周表面的比例为1∶3~1∶5。汽车用低压导线的颜色与代号如表8-4所示。
表8-4 汽车用低压导线的颜色与代号
在汽车电气设备的电路图中,导线上一般都标注有表示导线截面积和颜色的符号,常用的表示方法如:1.5RW,其中数字1.5表示导线的截面积为1.5mm2,第一个字母R表示导线的主色为红色,第二个字母W表示导线的辅助色(即呈轴向条状或螺旋状的颜色)为白色。
(2)屏蔽线 屏蔽线主要用于各种传感器和电子控制装置的信号线等。这种导线内只有电压很低的微弱信号电流通过,为了不受外界的电磁感应干扰,在其线芯外除了有一层绝缘材料外,还覆盖有一层屏蔽用的导体,最外层为保护用外皮。
(3)高压点火线 高压点火线用来传送高压电。由于其工作电压很高(一般在15kV以上),电流强度较小,因此高压导线的绝缘包层很厚,耐压性能好,但线芯截面积很小。
国产汽车用高压点火线有铜芯线和阻尼线两种。为了衰减火花塞产生的电磁波干扰,目前已广泛使用高压阻尼点火线。
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