汽车电路图识读与故障检修(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者:刘春晖,曹金静

出版社:机械工业出版社

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汽车电路图识读与故障检修

汽车电路图识读与故障检修试读:

前言

随着汽车性能的不断提高和电子控制技术的迅猛发展,电子控制技术在汽车上的应用越来越广泛,这使得汽车电路的结构越来越复杂,加之世界各国不同品牌的汽车电路图图形符号及标注差异较大,电路图的画法也不尽相同,给广大汽车维修人员和学生读懂并使用好汽车电路图增加了很大的难度。

汽车电路图是汽车电路符号化的书面语言,通过它可以了解汽车电气系统的工作原理、汽车电路中各元器件之间的关系、汽车线束的布置与接口端子的连接等信息。从通用性上来说,汽车电器及各系统的电子控制原理是大同小异的,这使得了解和掌握汽车电路有规律可循。而从电路图的表现形式上来看,因汽车品牌各自规范的不同(如线色的定义、接口端子的定义和电路图表现形式各成一体),又给电路图的识读带来一定的不便。

目前,汽车电路图已成为一线汽车维修人员在汽车维修中必备的基本资料。能否准确、快速地识读各类汽车电路图、弄清其内在联系、找出其中的特点和规律,是快速、准确判断汽车故障点和进行故障排除的关键。

本书介绍了汽车电路图识读的基本知识,重点讲述了汽车主要系统电路图的识读。由于不同车系电路的设计特点和电路符号在表示方法上有较大的差别,故本书详细介绍了欧洲车系、美国车系、日韩及国产车系相关系列车型的电路特点、表达方式及电路图的识读规范和实例,具有较强的代表性和实用性。

由于书中涉及不同品牌的车型,为便于读者识读原厂图,保留了原厂图中各元器件的画法,故本书电路图中的元器件符号不完全符合国家标准的规定,请读者注意。

本书由山东华宇工学院刘春晖、曹金静主编,山东华宇工学院张文志、肖媛媛、方玉娟、顾雅青、高春刚、李凤芹、任斌、唐娟、王东盈、张学忠参编。

由于编者水平有限,书中难免有错误和不当之处,恳请广大读者批评指正。编者

第一章 汽车电路的基本知识

第一节 汽车电路的组成和特点

现代汽车的电气电路如同人的神经系统一样分布在汽车的各个部分,控制着各种机构、机件及器件有序协调地工作(运转),其复杂程度随汽车电子技术产品的广泛应用而与日俱增,这给速查速排汽车电路故障增加了难度。

一、汽车电路的组成

为了使汽车的电气设备工作,应按照它们各自的工作特性及相互间的内在联系,用导线和车体把电源、电路保护装置、控制器件及用电设备等装置连接起来,构成能使电流流通的路径,这种路径称为汽车电路。

汽车电路主要由电源、电路保护装置、控制器件、用电设备及导线组成,如图1-1所示。

1.电源

现代汽车上装有两个电源,即蓄电池和发电机,其功能是保证汽车发动机的起动和各用电设备在不同情况下都能正常工作。图1-1 汽车电路的组成

2.电路保护装置

汽车电路保护装置主要有熔丝(俗称保险丝)、断路器及易熔线等,其功能是在电路中起保护作用。当电路中流过超过规定的电流时切断电路,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。

3.控制器件

除了传统的各种手动开关、压力开关、温控开关外,现代汽车还大量使用电子控制器件,包括简单的电子模块(如电子式电压调节器等)和微电脑形式的电子控制单元,如发动机电控单元(ECM)、自动变速器电控单元(TCM)等。电子控制器件和传统开关在电路上的主要区别是电子控制器件需要单独的工作电源并配用各种形式的传感器。

4.用电设备

汽车用电设备包括电动机、电磁阀、灯泡、仪表、各种电子控制器件和部分传感器等。

5.汽车导线

汽车导线包括低压导线和点火用高压导线,低压导线用于将以上各种装置连接起来构成电路。此外,汽车上通常用车体代替部分从用电器返回电源的导线。

二、汽车电路的基本特点

1.两个电源

汽车上的两个电源是指交流发电机和蓄电池两个供电电源。蓄电池是辅助电源,在汽车未运转时向有关电气设备供电;交流发电机是主电源,当发动机运转到一定转速后,交流发电机转速达到规定的发电转速,开始向有关电气设备供电,同时对蓄电池进行充电。两者互补可以有效地使用电设备在不同的情况下都能正常工作,同时延长了蓄电池的供电时间。

2.并联单线

汽车上的电源和所有的电气设备均采用并联,即它们正常工作时的电压相同。同时采用并联方式,个别电气设备故障不影响其他电气设备,每个用电设备都由各自串联在其支路中的专用开关控制,互不干扰。单线制是指从电源到用电设备只用一根导线连接,而用汽车底盘、发动机等金属机体作为另一公用导线。由于单线制节省导线、线路清晰、安装和检修方便,且电器也不需与车体绝缘,故现代汽车均采用单线制,但在一些不能形成可靠的电气回路或需要精确电子信号的回路中采用双线。

注意:对于某些电气设备,为了保证其工作的可靠性、提高灵敏度,仍然采用双线制连接方式。例如,发电机与调节器之间的接地线、双线电喇叭、电子控制系统的电控单元及传感器等。

3.网络控制

由于汽车智能化的要求,多数用电设备的工作电流控制已不是由单一的开关信号控制的,而大多是由具有一定逻辑关系的多个信号来控制的。这些控制构成一个网络,所以称为网络控制,即用电设备是否工作是由网络控制的。实现网络控制主要是引入了电控单元(ECU),它连接着特定部位的传感器,每个传感器提供一路信号。在各种用电设备的工作电流控制中,有些信号是共用的,所以汽车上各个电控单元也要靠网络技术来连接。随着汽车电气技术的发展,拟人思维的功能控制需要的信号越来越多,满足的关系越来越复杂,网络结构也在不断发展。目前,汽车车载网络结构在向CAN总线制过渡。

4.低压直流

汽车电系的额定电压有12V和24V两种,目前汽油车普遍采用12V电系,而中、重型柴油车则多采用24V电系。汽车正常运行中的电压,一般12V系统的为14V,24V系统的为28V。汽车采用直流系统的原因是汽车发动机要靠电力起动机起动,它是直流串励电动机,必须由蓄电池供电,而蓄电池充电必须用直流电,所以汽车电系为直流系统。这主要是从蓄电池充电角度来考虑的。

5.负极搭铁

采用单线制时,蓄电池的一个电极必须接至车架上,俗称“搭铁”,将蓄电池的负极接车架就称之为“负极搭铁”;反之,则称为“正极搭铁”,汽车电系已统一定为负极搭铁。

6.由相对独立的分系统组成

汽车电路由相对独立的分系统组成,全车电路一般包括图1-2所示的九大系统。图1-2 汽车电路的组成

第二节 汽车电路图的识读要领

一、识读汽车电路图的关键

要想轻松熟练地从事现代汽车的维修,就必须能看懂汽车电路图。识读汽车电路图的关键就是要把电的通路搞清楚,即信号是什么(该信号是输入信号、输出信号还是控制信号),信号起什么作用(在什么条件下有信号,从哪里来到哪里去)。这就需要联系前后的电路图,顺藤摸瓜,推出它的本质。脱离了具体电路,就无法快速有效地掌握汽车电路图的识读。

当然,要想把汽车电路图作为诊断汽车故障的工具,需要有一定的电路理论基础,再加上一线的实践维修经验,才会获得技术上的飞跃。从本质上了解电的通路、信号的通道,再遵循自然规律,运用科学方法进行分析,才能达到正确分析排除故障的目的。

二、汽车电路的3种电信号

1.电源

汽车电路要正常工作,必须具备良好的供电。电路图识读时查看电源就是要看清楚蓄电池的电都供给了哪些元器件。与电源正极连接的导线在到达用电器之前是电源电路;与接地点连接的导线在到达用电器之前为接地电路。汽车电路的电源一般来说有常电源和条件电源两种。

所谓常电源,就是在蓄电池正常的情况下,均有规定电压的电源线。以上海大众桑塔纳3000轿车为例,如图1-3所示,图中30号线接蓄电池正极,称之为常相线(俗称常火线)。图1-3 桑塔纳3000蓄电池、X触点继电器、点火开关电路

所谓条件电源,就是在一定的条件下才有规定电压的电源线。点火开关位于ON(接通)或ST(起动)档时,30号线经点火开关接中央继电器盒内的15号线,15号线称为“钥匙来电”,是小容量相线(火线),用以控制仪表、交流发电机励磁、点火等小容量用电设备。卸荷线X是大容量相线,用以控制雾灯、刮水器、风窗加热、空调等大容量用电设备,只有在点火开关位于ON档时X触点继电器(J59)才工作,30号线经X触点继电器触点接通X线;而在点火开关位于ST档起动发动机时X线断电,使得即便上述大负荷用电器忘记关掉,它们也能自动断电,从而保证发动机能顺利起动。

2.输入信号

汽车电路中常见的是各种开关输入信号和传感器输入信号。传感器经常共用电源线和接地线,但绝不会共用信号线。在分析传感器电路时,可用排除法来判断电路,即排除其不可能的功能来确定其实际功能,如分析某一具有三根导线的传感器电路时,如果已经分析出其电源电路和接地电路,则剩余的电路必然为信号电路。

3.控制信号

控制信号主要由控制单元送出,它分布在各个执行器电路中,如点火电路中的点火信号、燃油喷射控制电路中的喷油信号、自动变速器控制电路中驱动换档电磁阀动作的换档信号、怠速控制电路中控制步进电动机的怠速控制信号、空调控制电路中控制压缩机运转的控制信号等。在汽车电路中,存在执行器共用电源线、接地线或控制线的情况。

三、汽车电路的类型

根据功用的不同,汽车电路一般可分为电源电路、搭铁电路与控制电路;根据控制器件与用电部件之间是否使用继电器,又可分为直接控制电路和间接控制电路;按在电路中是否采用电子控制器件可分为电子控制电路和非电子控制电路。

1.电源电路、搭铁电路及控制电路(1)电源电路 供电电路是汽车用电设备供电正常工作必不可少的电源电路。随着汽车用电设备越来越多,汽车上的供电电路也越来越复杂。汽车的供电电流一般都是从蓄电池或发电机的正极出发,经过配电盘(熔丝/继电器盒)后统一分配到各用电器,图1-4所示为本田雅阁车系供电系统的局部图。图1-4 本田雅阁车系供电系统(局部图)(2)搭铁电路 搭铁电路主要是为电气部件提供电源回路的,在各品牌汽车电路图中,这部分被称为接地电路。一般汽车的接地点分布以位置图形式出现,直观地显示接地点位置。图1-5所示为2016款丰田凯美瑞(混合动力版)发动机舱接地点分布图,图中标号E为发动机线束,标号A1、A2、A3、A4、E1、E3为接地点,在其他电路中看到相应编号,即可对照图1-5找到接地点的位置。(3)控制电路 控制电路是汽车电路的主体,电流通过各种类型的开关,再经过用电器回到蓄电池负极,用电器工作。图1-6所示为本田雅阁制动灯电路图,当驾驶人踩下制动踏板时,与制动踏板相连接的制动踏板位置开关闭合,来自10号(20A)熔丝(1-A)的电流经过制动踏板位置开关加到左制动灯、右制动灯和高位制动灯的正极且流过制动灯,并经负极接地点流回蓄电池负极,左制动灯、右制动灯和高位制动灯点亮。图1-5 丰田凯美瑞(2016混合动力版)发动机舱接地点位置分布图

2.直接控制电路与间接控制电路(1)直接控制电路 直接控制电路是最基本、最简单的电路。这种控制电路中不使用继电器,控制器件与用电器串联,直接控制用电器,图1-6所示为直接控制电路。(2)间接控制电路 电路中采用继电器或电子控制模块控制用电器的电路称为间接控制电路。控制部件可以是继电器,也可以是电子控制器。还有一种是由电子控制器控制继电器,继电器再控制用电器。图1-7所示为大众CC汽车双音喇叭控制电路图,双音喇叭继电器的2脚是由车载电网控制单元J519 T52b/41端子送出的喇叭开关打开信号,来自熔丝SB3的电流流过继电器线圈,在J519内部接地,继电器吸合;同样来自熔丝SB3的电流流过H2高音喇叭和H7低音喇叭,分别在接地点673和685接地流回蓄电池负极,构成完整回路,使喇叭发出声音。

3.电子控制电路与非电子控制电路(1)电子控制电路 目前,电子控制取代其他控制模式成为现代汽车控制的主要方式,如发动机的机械控制燃油喷射被电控燃油喷射所取代,自动变速器及防抱死制动系统(ABS)由电子控制取代液压控制等。电子控制电路是指增加了信号输入元件和电子控制器件,由电子控制器件对用电器进行自动控制的一种电路,此时用电器一般称为执行器。图1-6 本田雅阁制动灯电路图图1-7 大众CC喇叭电路图

电子控制电路的特点:在汽车电子控制系统中,电子控制单元(ECU)是核心,它通过接收传感器和控制开关输入的各种信号,根据其内部预先存储的数据和编制的程序,通过数学计算和逻辑判断,直接或间接控制各执行器的工作。(2)非电子控制电路 非电子控制电路指的是由手动开关、压力开关、温控开关及滑线变阻器等传统控制器件对用电器进行控制的电路。汽车上的手动开关主要是点火开关、照明灯开关、信号灯开关及各控制面板与驾驶座附近的按键式、拨杆式开关及组合式开关等。

第三节 汽车电路图的类型

汽车电路图主要用于表达各电气系统的工作原理及电器间的连接关系,同时还可标示各用电器、线束等在车上的具体位置。尽管不同车型的电路图风格各异,但根据电路图的特点一般可分为电气布线图、电路原理图、电路线束图和电器定位图等。

一、布线图

汽车电气布线图也叫作汽车电气电路图,如图1-8所示,是传统的汽车电路表达方法。汽车电气布线图就是根据汽车各电气设备的外形和实际安装位置,用相应的图形符号和合理的导线布置将电路中的电源、开关、用电器等用导线一一连接起来所构成的电路图。汽车电气布线图的优点是能真实地反映电气设备的外形、安装位置和电路的路径,可以根据布线图很方便地找到导线中间的分支、接点,便于汽车制造厂制作线束,因此现在仍被不少汽车制造厂家采用。图1-8 汽车电气布线图

汽车电气布线图也有自身的缺点,布线图中线路密集、纵横交错,不能清晰简洁地反映出电气系统的工作原理,给读图、查找和分析故障带来很大不便,需要较长时间才能读懂。随着汽车上电气设备的增多,也不可能把所有电气设备画到一张图上,因此这样的图会越来越少。

二、电路原理图

汽车电路原理图是用规定的图形符号,根据汽车各系统的工作原理和电气设备的连接关系绘制而成的。汽车电路原理图是现在最常见的汽车电路图,既可以是全车电路图,也可以是单元电路图,如图1-9所示。

汽车电路原理图在绘制的时候不讲究电气设备的开关、安装位置和电路走向,用简明的符号代替电气设备,根据绘图的需要布置汽车电气设备的位置和电路走向,使得电路图简洁清晰,电路简单明了,电气设备间的连接控制关系十分清楚,对于读图者了解汽车电气设备的工作原理和分析排除电气系统的故障十分方便。汽车电路原理图多由汽车制造厂家提供,虽然在绘制风格和表达内容上没有统一规定,风格各异,但也存在着很多相似处:导线都标注有颜色代码和规格,在有的车型上还标有电路代码,例如上海通用车系;汽车电气设备符号旁边都标有设备名称和代码;过载保护装置都标有规格、代码和安装位置;电路图中的开关、继电器等控制器都处于断开状态,用电器都处于停止工作状态;电路图中的电源线常画在图的上方,例如一汽大众车系(见图1-10),也有的画在图的左边,例如一汽丰田车系。在阅读汽车电路原理图的时候,可以充分利用不同车系电路图中的相似处来提高读图效率。图1-9 东风悦达起亚电动后视镜系统电路图

三、电路线束图

在汽车上,为了安装方便和保护导线,将同路的许多导线用棉纱编织物或聚氯乙烯塑料带包扎成束。电路线束图是根据电气设备在汽车上的实际安装部位绘制的全车电路图。

如图1-11所示,整车电路线束图常用于汽车厂总装线和修理厂的连接、检修与配线。线束图主要表明导线线束与各用电器的连接部位、接线端子的标记、线头、插接器(连接器)的形状及位置等。这种图一般不去详细描绘线束内部的导线走向,只将露在线束外面的线头与插接器做详细编号或用字母标记。它是一种突出装配记号的电路表现形式,非常便于安装、配线、检测与维修。如果再将此图各线端都用序号、颜色准确无误地标注出来,并与电路原理图和布线图结合起来使用,则会起到更大的作用且能收到更好的效果。

四、电器定位图

电器定位图可显示用电器、控制器件(包括传感器、电控单元、开关、继电器等)、连图1-10 一汽大众汽车起动、点火系统电路图1-11 汽车电路线束图

接器、接线盒、熔丝盒、继电器盒等在车上的具体位置,可以迅速准确地找到各电器部件在车上的安装位置。一般采用绘制的立体图或实物照片的形式,立体感强,能直观、清晰地反映出电器在车上的实际位置,如图1-12所示。图1-12 别克荣御发动机电器定位图1—大气压力传感器 2—进气歧管管路控制阀 3—点火线圈 4—火花塞 5—节气门体总成 6—发动机控制模块(ECM) 7—曲轴位置(CKP)传感器 8—加热型氧传感器(HOS),催化前 9—加热2型氧传感器(HOS),催化后2

定位图在某些车型中还有进一步的分类:可分为用电器定位图,控制器件定位图,熔丝盒、继电器盒、接线盒定位图,插接器定位图,接地点和铰接点定位图,诊断座定位图等,还有帮助确定熔丝具体安装位置的熔丝盒内部熔丝布局图,以及确定插接器内部导线连接位置的插接器插端子接线图。

导线的定位是由导线的两个端点来确定的。由于大多数导线是裹在线束中的,只用线束定位图是不能找到各导线的。需要参照电路原理图中该导线两端插接器的相应插端子代码,在定位图中找到相应插接器,参照插接器的插端子排列图找到导线相应的插端子或接线柱,然后找到该导线。

目前,大多数汽车制造公司均采用了电路原理图结合定位图的表达方式。为便于结合两类图,大多数车型的电路图还附有表格,指出电路原理图上的电器、导线等在哪一张定位图上(如通用等车型)。

第四节 汽车电路图的识读

一、汽车电路图的识读要领

1.认真阅读图注

认真阅读图注,了解电路图的名称和技术规范,明确图形符号的含义,建立元器件和图形符号间一一对应的关系,这样才能快速准确地识图。

图注说明的是汽车所有电气设备的名称及其数字代号,通过阅读图注可初步了解该汽车装配了哪些电气设备。然后通过电气设备的数字代号在电路图中找出该电气设备,再进一步找出相互连线、控制关系。这样就可以了解绝大部分电路的特点。全车电路一般都是由各个局部电路所构成的,它表达了各个局部电路之间的连接和控制关系。要把局部电路从整车电路图中分割出来,就必须掌握各个单元电路的基本情况和接线规律。弄清楚局部电路的工作原理后,再来分析各局部电路的联系,特别是与电源电路的联系,进而弄清楚整车电路的工作原理。

2.掌握回路的原则

任何汽车电路都应是一个完整的电路回路,其中包括电源、开关(或熔丝)、电器(或电子线路)、导线和插接器等,并从电源正极经导线、开关(或熔丝)至用电器后接地,回到同一电源的负极,这样的电路才是正确的,否则就是读错了或查错了回路。

具体查找通路的方法可以沿着工作电流的流向,由电源查向用电设备;也可以逆着工作电流的方向,由用电设备查向电源。尤其是查寻一些不太熟悉的电路,后者比前者更为方便。

注意:

1)从电源正极出发,经某用电器(或再经其他用电器),最后又回到同一电源的正极,由于电源的电位差(电压)仅存在于电源的正负极之间,电源的同一电极是等电位的,没有电位差,这种“从正到正”的途径是不会产生电流的。

2)在汽车电路中,发电机和蓄电池都是电源。在寻找回路时,不能混为一谈,不能从一个电源的正极出发,经过若干用电设备后,回到另一个电源的负极,这种做法不会构成一个真正的通路,也不会产生电流。所以必须强调,回路是指从一个电源的正极出发,经过用电器,回到同一电源的负极。

3.熟悉电路标记符号

对照图注和图形符号,熟悉有关元器件名称及其在图中的位置、数量和接线情况。为了便于绘制和识读汽车电路图,有些电气装置的接线柱被赋予不同的标志代号,如接至电源端接线柱用B(Battery,蓄电池)表示、发电机电枢输出端接线柱用B+(或A)表示、接至点火开关的接线柱用SW(Switch,开关)表示、接至起动机的接线柱用S(Starter,起动机)表示、接至各种灯具的接线柱用L(Light,灯)表示、发电机中性点接线柱用N(Neu-tral,中性的)表示、磁场接线柱用F(Field)表示、励磁电压输入接线柱用D+表示等。

4.熟悉开关的作用

开关是控制电路通断的关键,电路中主要的开关往往汇集许多导线,如点火开关、车灯总开关,读图时应注意与开关有关的几个问题:

1)在开关的众多接线柱中,注意哪些是接直通电源的,哪些是接用电器的,接线柱旁是否有接线符号,这些符号是否常见。

2)开关共有几个档位;在每个档位中,哪些接线柱通电,哪些接线柱断电。

3)蓄电池或发电机的电流是通过什么路径到达这个开关的,中间是否经过别的开关或熔丝,这个开关是手动的还是电控的。

4)各个开关分别控制哪个用电器,被控用电器的作用和功能是什么。

5)在被控的用电器中,哪些电器处于常通电,哪些电路处于短暂接通;哪些应先接通,哪些应后接通,哪些电器允许同时接通;哪些应单独工作,哪些应同时工作。

5.了解开关继电器的初始状态

要特别注意,继电器不但是控制开关,也是被控制对象。对多层、多档、多接线柱的开关要按层、按档次、按接线柱逐级分析其各层各档的功能。有的用电装置受两个以上单档开关(或继电器)的控制,有的受两个以上多档开关的控制,其工作状态可能比较复杂。对于组合开关,在电路图中是画在一起的,而在电路图中又按其功能画在各自的局部电路中,遇到这种情况必须仔细研究识读。

大多数电器或电子设备都是通过开关(包括电子开关)或继电路的不同状态而形成回路或改变回路实现不同功能的。在电路图中,各种开关、继电器都是按初始位置画出的,如按钮未按下、开关未接通、继电器线圈未通电、其触点未闭合(常开触点)或未打开(常闭触点),这种状态称原始状态。但在识图时,不能完全按原始状态分析,否则很难理解电路所表达的工作原理,因为大多数用电设备都是通过开关、按钮、继电器触点的变化而改变回路的,进而实现不同的电路功能。

6.了解各局部电路之间的内在联系和相互关系

识读汽车电路图时,应熟记各局部电路之间的内在联系和相互关系,汽车全车电路基本上由电源电路、充电电路、起动电路、点火电路、辅助电气设备电路等组成,随着汽车技术和电子技术的发展,现代汽车上又大量地增加了发动机控制电路、ABS控制电路、安全气囊控制电路、中控与防盗控制电路、动力转向系统控制电路等。从整车电路来讲,各局部电路除电源电路公用外,其他部分都是独立的,但它们之间存在着内在联系和相互影响。因此,不但要熟悉各局部电路的组成、特点、工作过程和电流流经的路径,还要了解各局部电路之间的联系和相互影响。这是掌握汽车电路的一个重要环节,也是实现准确判断和迅速找出故障部位、排除故障的必要条件。

7.掌握汽车电路线束颜色标示及规律

在正常情况下,汽车上导线用什么颜色,图上就印制什么颜色。导线的颜色是有一定规律的,如红色线大多为控制相线;棕色线为接地线;白、黄色线用于控制灯;蓝色线大多用于指示灯或传感器;绿、红/黑或绿/黑色线多用于脉冲式的用电器。另外,通常相线代号是30,接地线的代号是31,受控制的大容量用电设备供电线的代号是X,受控制的小容量用电设备供电线的代号是15。这些在电路图里或电气零件上到处可见的颜色和数字,一旦掌握了,在使用与维修中就会提高工作效率。

8.汽车电路图的一般规律

汽车电路图的一般规律如下:

1)电源部分(发电机和蓄电池并联供电)到各用电设备的熔丝、开关的导线是电气设备的公共相线,在电路原理图中一般画在电路图的上部。

2)标准画法的电路图,开关的触点位于零位或静态,即开关处于断开状态或继电器线圈处于不通电状态,晶体管、晶闸管等具有开关特征器件的导通与截止视具体情况而定。

3)汽车电路是单线制,各电器相互并联,继电器和开关串联在电路中。

4)大部分用电设备都经过熔丝,受熔丝的保护。

5)把整车电路按功能及工作原理划分成若干独立的电路系统,这样可解决整车电路庞大复杂、分析困难的问题。现在汽车整车电路一般都按各个电路系统来绘制,如电源系统、起动系统、点火系统、照明系统、信号系统、发动机控制系统电路、ABS控制系统电路等,这些单元电路都有它们自身的特点,抓住特点把各个单元电路的结构、原理理清了,理解整车电路也就容易了。

二、识读汽车电路图的一般方法

1)纵观全图,把一个个单独的系统分解出来。按整车电路系统的各功能及工作原理把整车电气系统划分成若干个独立的电路系统,分别进行分析。这样化整体为部分,可以有重点地进行分析。为了阅读方便,现在多数汽车的电路原理图是按各个电路系统进行绘制的。一般来讲,各电气系统的电源和电源总开关是公共的,任何一个系统都应该是一个完整的电路,都应遵循回路原则。

2)通过对典型电路的分析,达到触类旁通。许多车型汽车电路原理图的很多部分都是类似或相近的,通过一个具体的例子,举一反三、对照比较、触类旁通,可以掌握汽车电路的一些共同规律,再以这些共性为指导,了解其他车型汽车的电路原理,又可以发现更多的共性以及各种车型之间的差异。

汽车电气设备的通用性和专业化生产使同一国家汽车的整车电路形式大致相同,如掌握了某种车型电路的特点后,就可以大致了解相应车型或合资企业汽车电路的特点。因此,抓住几个典型电路,掌握各系统的接线特点和原则,对于了解其他车型的电路大有好处。

3)随着车载网络技术在汽车上的应用,相应的电路也发生变化。由于汽车电气系统发生变化,故在识图时要注意以上变化。在识读电路图时,能有意识地将各系统电路进一步分成不同功能的几部分来识读,无论是了解电路原理还是分析故障,这样都将更加清楚、更加便捷。在读图时,要注意先分析图中用电器的控制方式,如是继电器控制,要区分控制电路及主要电路;如是电子控制单元控制,电路图不反映电控单元内部电路,要将电路区分为输入信号电路、输出信号电路(执行器工作电路)及电控单元的工作电路。

三、汽车电路原理图的识读技巧

1.全面了解汽车电路全图

识读汽车电路图时,应根据电路图中的图形符号及文字符号,对全车电气设备做全面的了解。汽车全车电路一般都是由各个局部电路构成的,如电源电路、起动电路、仪表照明电路、信号电路、发动机电子控制电路等。各电路都有其自身的一些特点,它表达了各个局部电路之间的连接和控制关系。要将局部电路从全车电路总图中分割出来,就必须掌握各个单元电路的基本结构情况和接线原则。在弄清局部电路的工作原理后,再进一步分析各局部电路中的联系,特别是与电源电路的联系,如哪些部分与电源构成回路,有分电器点火还是无分电器点火,还是ECU控制点火。

2.将汽车电路全图化整为零

先看全车电路图,根据电路原理图上的电气图形符号及文字符号,首先对全车电气设备的概况做全面的了解。汽车电路的单线制、各电路负载相互并联及两个电源也相互关联等特点,为把整车电路化整为零进行读图提供了方便。整车电路可以按组成汽车电气线路的各个分电路逐一进行分析,然后在全车电路图中把各局部电路一一框画出来,这样做的好处有以下几点:

1)在同一局部电路中,各电气设备间的联系总是比较紧密的,而与其他局部电路的联系相对松散些,框画出来后,比较容易地看出其特点,便于进行工作原理分析和查找故障。

2)不同汽车的某些局部电路是相同、基本相同或相近的,这样只要略做比较,便可知其异同,从而可以举一反三。

在查找局部电路的过程中,一定要遵守回路原则。在框画各个系统的电路图时,应注意既不能漏掉各个系统中的组件,也不能多框画其他系统的组件。一般规律:各电气系统只有电源和总开关(若有的话)是公共的,其他任何一个系统都应是一个完整的独立的电气回路,即包括电源、开关(熔丝)、电器(或电子线路)、导线等,并从电源的正极经导线、开关、熔丝至电器后搭铁,最后回到电源负极,否则所框画出的系统图就不正确。

3.分析各局部电路的工作原理或工作过程以及相互关系

在分析局部电路的工作过程中,应特别注意开关、继电器触点的工作状态。大多数电气设备都是通过开关、继电器触点状态的变化来改变其回路,从而实现不同电路功能的。例如转向信号电路就是通过转向灯开关档位的置换来接通不同的灯,而发出转向信号。

在电路图上,开关的触点总是处于零位或静态,即开关处于断开状态或继电器线圈处于失电状态。电子开关若初始通电,其初始状态是电路达到稳定工作时的状态;电子开关若初始不通电,其初始状态就是静止的状态。为了便于分析,可把局部电路中的某些电气设备的电气图形符号(例如起动机)用较详细的电路来替换,就能把电路工作原理较清楚地表达出来了。

4.牢记两个电源原则

读图时往往将发电机和蓄电池这两个电源当作一个电源,常从这个电源的正极出发,经过用电器回到另一个电源的负极,这实际上并未构成真正的通路,也就不能产生电流。因此,读图时要强调从一个电源正极出发,经过用电器,回到同一电源的负极。

有的初学者虽然注意到回路原则,但在电流方向上却是随意的,有时从电源正极出发,经用电器回到同一电源的负极(这是正确的);有时又从电源的负极出发,经用电器回到电源的正极,这样虽然构成了回路,却因电流方向不确定,容易在某些线圈或磁路中引出错误的结论,而且这种从负到正的电流方向在电子电路中是行不通的。如照这种路线去连接这些电器(如电子调节器、电子点火系统、电子闪光继电器等),可能使元器件损坏。

四、汽车电控系统电路图的识读

在汽车电子控制系统中,电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)是核心,它通过接收传感器和控制开关输入的各种信号,根据其内部预先存储的数据和编制的程序,通过数学计算和逻辑判断,然后直接或间接控制各执行器的工作。

1.汽车电控系统电路图的识读要领

识读要领如下:

1)要以电控系统ECU为中心,因为这是整个系统的控制中心,所有电气部件都必然与ECU发生关系。

2)对ECU的各个插接端子有大致印象,弄清楚分为几个区域,各区插接端子排列的规律。

3)找出该系统给ECU供电的电源线有哪些。

注意:一般ECU都不止一根电源线,弄清楚各电源线的供电状态(如常相线或开关控制)。

4)找出该系统给ECU供电的搭铁线有哪些。

注意:应分清哪些是在ECU内部搭铁,哪些是在车架上搭铁,哪些是在各总成机体应分清哪些是在ECU内部搭铁,哪些是在车架上搭铁,哪些是在各总成机体

5)找出哪些是系统的信号输入传感器,各传感器是否需要电源,并找出相应的电源线,确定该传感器在哪里搭铁。

6)找出系统的执行器有哪些,弄清电源供电和搭铁情况,电脑控制执行器的方式(控制搭铁端或电源端)。

2.汽车电控系统电路图的识读技巧

汽车电控系统的电路一般可分为电控单元电源电路、信号输入电路(传感器或控制开关)及执行器工作电路。(1)电控单元电源电路的识读 如图1-13所示,电控单元与电源的连接电路称为电控单元的电源电路。一般分为两大类:一类与电源正极直接相连,其作用为在任何时候都能给电控单元供电,以使电控单元保存数据信息,称为永久电源电路;另一类则在点火开关或其他开关的控制下直接或间接向电控单元供电,以提供正常工作时所需要的电能,称为主电源电路。图1-13 丰田汽车电控单元的电源电路

电控单元通过车体与电源负极连接的电路称为电控单元的搭铁电路,以使电控单元与电源构成回路。为保证电控单元可靠搭铁,电控单元与车体之间往往有多条搭铁线。(2)信号输入电路的识读 信号输入电路有传感器电路、开关电路及电控单元之间的数据传输电路3种形式。

1)传感器电路。传感器在电路图中不绘制其具体结构,只绘制其符号或用文字标注。有些车型电路图中用符号或字母较具体地表达,如热敏电阻、可变电阻等类型的传感器,而在实践中一般只需要了解其接线端子的代码等有关电路连接的内容。传感器电路可分为有源传感器电路和无源传感器电路:

①有源传感器电路。大多数传感器需要由电控单元提供基准电压(一般为5V)作为电源才能工作,这类传感器称为有源传感器。如图1-14所示,有源传感器的连接线一般分为电源线、信号线和搭铁线。其中,电源线和信号线一般与电控单元连接,而搭铁线可经电控单元搭铁,也可直接搭铁。

②无源传感器电路。有些传感器的工作无需提供电源,当外界条件变化时会产生电动势向电控单元发出电信号,这类传感器称为无源传感器。如图1-15所示,无源传感器因其信号微弱,为防止电磁干扰引起信号失真,信号线需要采用屏蔽线。图1-14 有源传感器的连接线图1-15 无源传感器的连接线

2)开关电路。电控系统中有多种开关,如点火开关、空调开关、制动开关、自动变速器档位开关等,这些开关向电控单元提供导通和断开两种电信号。常见的开关电路有电压输入型和搭铁型开关电路。

图1-16所示为电压输入型开关电路,当开关闭合时,电控单元(ECU)接收的电压信号为蓄电池电压;当开关断开时,电控单元(ECU)接收的电压信号为0V。图1-17所示为搭铁型开关电路,当开关闭合时,电控单元(ECU)的电压信号为0V;当开关断开时,电控单元(ECU)的电压信号为基准电压。图1-16 电压输入型开关电路图1-17 搭铁型开关电路

当电控单元的一个接线端子同时与开关和用电器连接时,要注意区分电路的具体作用,一般有两种情况:

①电控单元与开关共同控制用电设备的工作,如图1-18所示,电控单元12号接线端子同时与灯控开关和继电器电磁线圈连接。从图中可以看出,电控单元12号接线端子内部为电子开关(晶体管),该接线端子和灯控开关共同控制继电器的电磁线圈,进而控制前照灯的工作。图1-18 雷克萨斯前照灯控制继电器电路

②开关给电控单元提供信号并同时控制用电器的工作,如图1-19所示,图中电控单元的接线端子9与行李箱开关和用电器连接。从图中可以看出,接线端子9的内部为信号接收电路:当行李箱门控开关闭合时,接线端子9的电压为0V;当开关断开时,接线端子9的电压为12V。该电路为行李箱门控开关向电控单元接线端子9提供行李箱门开闭信号并同时控制行李箱的门控灯工作。图1-19 雷克萨斯行李箱门控灯开关电路

注意:以上两种情况在看电路图、分析电路工作原理时要注意区分,区分的方法:

a.看电控单元的接线端子代码及文字说明。若注明信号输入,则为开关给电控单元提供信号;若注明为控制某用电器工作,则为电控单元控制用电器的电路。

b.看电控单元内部的电路。如电控单元内部为电子开关,则为电控单元控制用电器的电路;若电控单元内部为信号接收电路,则为电控单元信号电路。

3)电控单元之间的数据传输电路。各电控单元之间往往需要传输信号,以实现数据共享及工作匹配。许多新型汽车使用网络数据传输来实现以上功能,如图1-20所示。

数据共享是指几个电控单元需要同一个信号输入装置的信号,可以由信号输入装置分别向各电控单元传输信号,也可以向一个电控单元传输信号,然后由这个电控单元通过电控单元间的信号电路传输信号。

工作匹配是指几个系统之间相互影响,如自动变速器在进行换档控制时,需要发动机电控单元匹配控制,减少喷油量并减小点火提前角,以改善换档品质。

若要由自动变速器电控单元向发动机电控单元传输换档信号,则需要在电控单元之间连接信号导线。(3)执行器工作电路的识读 执行器是由电控单元控制进行工作的。常见的执行器有电磁阀、继电器、电动机、灯、蜂鸣器和喇叭等,如图1-21所示。执行器的电路分为电源电路和搭铁电路:当电控单元处于电源电路时,电源电路即为控制电路;当电控单元处于搭铁电路时,搭铁电路即为控制电路。图1-20 控制单元之间的信号传输图1-21 电子控制电路

通过电路原理图和定位图可以掌握电路原理并在车上找到各电器和导线。但在实际电路检修时,还需要其他的信息,所以在电路图后面还有文字说明及各种表格等辅助资料。常见的相关信息如下:

1)在集中控制的电子控制系统中,一个电子控制单元同时连接多个信号输入装置,控制多个执行器,在维修时需要知道各执行器分别与哪些传感器有关,这在电路图中是看不出的,需要有相应的文字资料说明。

2对于电子控制系统,在检修时需要知道电控单元各插接端子的检测条件及数据,这可以通过对插接端子的说明来了解。

3)对于复杂的电气系统,某些车系会提供检修流程图。

4)对于仅靠电路图难以清晰表达的复杂工作原理(如电控单元之间的数据总线的数据传输),仅用图无法说明,还需专门的文字来说明。

第二章 汽车电路的基本组成元素

第一节 导线、线束和插接器

一、导线

导线是连接汽车上电气元器件的部件,是控制和传递汽车运行信号的桥梁,是汽车用电设备正常工作的保证。汽车用导线主要有两种:一种是低压导线,有普通低压导线、屏蔽线、起动电缆和搭铁电缆之分;另一种是高压导线,有铜芯线和阻尼线之分。

1.低压导线(1)导线的选择 如图2-1所示,汽车上各种电气设备所用的连接导线,通常是根据用电设备负载电流的大小来选择导线截面面积的。选择导线截面面积的原则:长时间工作的电气设备可选用实际载流量60%的导线;短时间工作的电气设备可选用实际载流量60%~100%的导线。(2)导线的电气特性 导线的电气特性主要是指对低压电路的电压降。如果某一电路由于导线造成过大的电压降,将严重影响用电设备的正常工作和电源的供电效能。在汽车低压电路中,起动机电路一般要求每100A电流产生的电压降不得大于0.15V,起动机起动时的电压降不允许超过0.5V。发电机处于额定负载时,电路电压降不得大于0.3V。整车电路的总电压降,在不计接触电阻的情况下,不得超过0.8V。从电压降的角度来看,在许可的条件下,导线越短越好。当线芯长期工作温度不超过70℃、环境温度在-40~70℃范围内时,导线4的正常车用寿命不得低于(6~8)×10km(汽车总里程)。图2-1 低压导线(3)导线的颜色 为便于汽车电系的连接和维修,汽车用低压导线的颜色必须符合有关标准:单色线的颜色见表2-1,双色线的颜色由表2-2规定的两种颜色配合组成。双色线的主色所占比例大些,辅助颜色所占比例小些;辅助色条纹与主色条纹沿圆周表面的比例为1∶5~1∶3;双色线的标注中第一色为主色,第二色为辅色。表2-1 汽车用导线颜色表2-2 我国规定导线颜色的选择程序

2.高压导线

高压导线(见图2-2)是指点火系统中承担高电压传送任务的导线。由于高压导线的工作电压一般在15kV以上,电流强度较小,所以其绝缘包层厚,线芯截面面积较小,耐压性能高。

二、线束

在汽车上,为了使全车线路不零乱、安装方便,以及保护导线不被水、油侵蚀和磨损,汽车导线除高压导线和蓄电池导线外,都用绝缘材料包扎成束,称为线束,如图2-3所示。图2-2 高压导线图2-3 汽车线束

三、插接器

插接器俗称连接器,由插头和插座组成。线束与线束(或导线与导线)、线束(导线)与电气部件之间的连接一般采用插接器,如图2-4所示。为了防止插接器在汽车行驶中脱开,所有的插接器均采用了闭锁装置。图2-4 汽车插接器

1.导线插头

汽车上经常使用快速插头或卢卡型插头(即插塞插头),孔眼式和叉形插接片也偶尔使用,如图2-5所示。安装导线接头时应使用合适的夹钳,使插头和铜芯连接良好,并夹固在护套上,以防松动脱落。图2-5 汽车导线插头1—固定在设备上的插入式插头 2—压接导线的凹入式插头 3—线缆焊接在插头上 4—橡胶绝缘套 5—叉形插接片 6—孔眼式插接片

2.导线插接器

导线插接器是汽车电路中简单但不可缺少的部件,目前大量使用的插接式插接器,使用方便、连接可靠,尤其适用于大量线束的连接。插接器的种类有很多,可供几条到数十条导线使用。图2-6所示为几种插接器的形式,有长方体、多边体等不同形状。插接器由插座、插头、导线插头和塑料外壳组成。壳上有一个或多个孔位,用以放置导线插头,在导线插头上带有倒刺,当嵌入塑料壳后自动锁止,在塑料壳上也有锁止机构,当插头和插座接合后自动锁止,防止脱开,如图2-7所示。

插接器在结合时,应把插接器的导向槽重叠在一起,使插头和插座对准,然后平行插入即可十分牢固地连接在一起。所谓插接器的导向槽,是指插接器在连接时,为了使其结合正确而设置的凸凹导轨。当要拆开插接器时,压下闭锁,就可以把插接器拉开。不压下闭锁时绝不可以用力猛拉导线,否则会拉坏闭锁或连接导线。插接器的拆卸与连接如图2-8~图2-10所示,插接器的图形符号和实物对照如图2-11所示,一般用途和特殊用途插接器的图形符号和实物对照分别如图2-12和图2-13所示。图2-6 几种插接器的形式

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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