第一章汽车电路的电气与电子元件.ppt

第一章 汽车电路中常见的电气与电子元件,一、保险装置 保险装置主要指的是保护电气线路或用电设备（用电器）的易熔线和熔断器（保险丝）。 1、易熔线（图1-1）： 易熔线通常用来保护电源和大电流干线，它在5秒内熔断的电流和普通熔丝相比，相当于有200A300A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（保险丝）： 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。 熔断器外观与熔值标注如图1-2所示：,图1-1 易熔线,第一节 汽车电路中的电气元件,二、继电器 1、继电器的概念： 继电器是自动控制电路中常用的一种元件，它是利用电磁感应原理以较小的电流来控制较大电流的自动开关，在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护等作用。 2、继电器的类型： 继电器的种类很多，常用的有电磁式和干簧式两种。,图1-2 熔断器与其熔值标注,3、汽车继电器的典型应用： 汽车上许多电器部件需要用开关进行控制。在汽车上常用的继电器有：起动继电器、喇叭继电器、闪光（转向）继电器、刮水继电器等，下面做简单介绍。 （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，通过起动机电磁开关的电流很大（大功率起动机可达3040A），而使点火开关早期损坏，如图1-3所示。,图1-3 电磁啮合式起动机的控制电路,（2）闪光继电器： 闪光继电器又称为闪光器，按其结构不同，可分为阻丝式、电容式和电子式三种。其中阻丝式又可分为热丝式（电热式）和翼片式（弹跳式）。 热丝式闪光器，也被称为电热式闪光器。热丝式闪光器的结构与工作原理如图1-4 所示。转向灯的闪光频率为50110 次/分钟，但一般控制6095次/分钟。,图1-4 热丝式闪光继电器,（3）刮水继电器，图1-5 为汽车上常见的间歇刮水器线路图。,三、 点火线圈 点火线圈能将汽车电源系统提供的低压电，变为高达几千伏甚至上万伏的高压电，用于点燃发动机内的汽油混合气。点火线圈分为开磁路式和闭磁路式两类。 1、开磁路式点火线圈： 开磁路式点火线圈的结构如图1-6所示，点火线圈的上端装有胶木盖，其中央突出部分为高压接线柱，其他的接线柱为低压接线柱。,开磁路式点火线圈的磁路 图1-6 开磁路式点火线圈,2、闭磁路式点火线圈： 闭磁路式点火线圈的结构如图1-8所示。 在“日”字形铁心内绕有一次绕组，在一次绕组的外面绕有二次绕组，其磁路如图1-9所示。由图可知，磁感线经铁心构成闭合磁路。闭磁路式点火线圈的优点是漏磁少，磁路的磁阻小，因而能量损失小，能量变换率高，可达75（开磁路式点火线圈只有60）。闭磁路式点火线圈体积小，可直接装在分电器盖上，省去了点火线圈与与分电器之间的高压导线，并可使二次电容减小，所以在电子点火系统中得到了广泛使用。,图1-9 闭磁路式点火线圈的磁路,图1-8 闭磁路式点火线圈,四、直流电动机： 直流电动机是利用磁场的相互作用将电能转化成机械能，在磁场内通电导线受到磁场力的作用而产生移动的倾向。 直流电动机的原理如图1-10所示，在磁场中放置一个线圈，线圈的两点分别与两片换向片连接，两只电刷分别与两片换向片接触，并与蓄电池的正极或负极接通。,图1-10 直流电动机原理图,永磁三刷式电动机： 如图1-11所示为永磁三刷式电动机示意图，电刷B3为高、低速公用，电刷B1用于低速，与电刷B1位置相差60°处有一个用于高速的电刷B2， 电枢绕组采用对称叠绕式。,图1-11 三刷式刮水电动机示意图,第二节 汽车电路中的电子元件,一、电阻 1、电阻的基本定义： 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1-1所示。固定 电阻色环标志读数识别规则如 图1-12所示。,表1-1 电阻色环符号意,2、可变电阻， 如图1-13（a）所示： 3、电阻的连接： （1）电阻的串连，如图1-13（b）所示： （2）电阻的并联，如图1-13（d）所示：,图1-12 固定电阻色环标志,4、特殊电阻在汽车上的应用： （1）热敏电阻： 电阻值随温度升高而减少的热敏电阻称为负温度系数（NTC）热敏电阻，如图1-14所示。 （2）压敏电阻： 进气压力传感器是由压力转换元件（硅片）、把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路和真空室组成。如图1-15所示。,图1-14 冷却液温度传感器,图1-15 进气压力传感器,（3）光敏电阻： 光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的。在受光时，半导体受光照产生载流子，由一电极到达另一电极，有效地参与导电，从而使光电导体的电阻率发生变化。光照强度越强，电阻越小。 例如：自动空调上的日光传感器。 二、电容 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。电容器用符号 C表示，电容的单位是法拉（F）。电容的识别方法（见图1-16）。,图1-16 进气压力传感器,三、半导体器件 1、半导体： 半导体包括二极管、三极管、晶体管等。制造半导体最常用的材料是硅晶体和锗晶体。晶体是具有确定的原子结构的材料，纯的晶体不能用来制作半导体，需要在这两种晶体中掺杂极小比例的其他元素。根据掺杂元素的不同，可以把半导体分为P型半导体和N型半导体。 2、二极管： 当N型半导体和P型半导体结 合在一起，得到的PN结就是二极 管（如图1-17所示）。二极管按 制造材料可分为硅二极管、锗二 极管。,图1-17 进气压力传感器,3、晶体三极管： （1）三极管基本概念： 半导体三极管也称为晶体三极管。它是由两个相距很近的PN结组成的，是在一块半导体晶片上制造三个掺杂区，形成两个PN结，再引出三个电极，用管壳封装。 三极管可分为NPN型如图1-18（a）、（b）所示和PNP型如图1-18（c）、（d）所示两种。,图1-18 三极管的结构示意图和符号,（2）三极管的三种工作状： 根据三极管连接的外部电路条件，三极管有以下三种工作状态。 截止： 当NPN型三极管连接成如图1-19（a）所示电路时，基极b与发射极e电位差小于0.7 V，在这种状态下，三极管不导通，没有电流流动，称为三极管的截止状态。,图1-19 三极管的截止状态, 放大： 如图1-20（a）所示，当NPN管的基极b与发射极e电位差大于0.7V，这种情况称为基极加了正向偏压。在这种状态下，三极管导通，集电极c向发射极e有电流，而且流过的电流的大小与基极b流入的电流成正比，称为三极管的放大状态。,图1-20 三极管的放大状态, 饱和： 在放大状态，三极管c、e之间的电流是随着基极b的电流增大而增大的。但是，当三极管的基极电流增加到一定值时，再增大正向偏压，加大基极电流，c、e之间的电流维持在一个最大值而不再增大了，这种状态称为三极管的饱和状态。在饱和状态，三极管c、e之间电位差很小，几乎为零，相当于一个开关的两端闭合。在分析汽车电路中，如果遇到三极管饱和的状态，可认为c、e电位相等。 三极管在汽车电子电路中通常有两种应用，一种是利用三极管的放大功能，对微弱的传感器信号进行放大后，传给ECU；另一种是利用三极管的截止与饱和两个状态互相变换，作为一个电子开关，控制其他电子元件。,