第一部分 緒論

一、汽車電氣設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用

汽車電氣設(shè)備是汽車的重要組成部分。隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步，汽車電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)與性能也在不斷進(jìn)步，特別是電子技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，在解決汽車能耗、行車安全、減少排放污染等方面起著越來越重要的作用。

汽車自問世以來，在很長一段時間內(nèi)，其技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備的更新?lián)Q代上；而電氣設(shè)備在汽車上的應(yīng)用則相對較少，只是一些必備的電源和用電設(shè)備。20世紀(jì)50年代以后，隨著電子技術(shù)的發(fā)展、社會需求的增強(qiáng)，汽車電子技術(shù)的運(yùn)用得到了迅速發(fā)展。汽車電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段。

第一階段：20世紀(jì)50年代初到70年代初，主要開發(fā)的是分立元件和集成電路組成的汽車電子產(chǎn)品，所應(yīng)用的電子裝置代替了傳統(tǒng)的機(jī)械部件，如汽車最初采用硅整流交流發(fā)電機(jī)，之后有了電子式電壓調(diào)節(jié)器、電子控制高能點(diǎn)火等。

第二階段：20世紀(jì)70年代中期到80年代中期，主要發(fā)展的是專用的獨(dú)立系統(tǒng)，電子裝置只是被應(yīng)用在某些機(jī)械裝置無法解決的復(fù)雜控制功能方面，如電子控制汽油噴射系統(tǒng)（EFI）、電子控制自動變速器（ECT）、制動防抱死系統(tǒng)（ABS）等。

第三階段：20世紀(jì)80年代中期到90年代中期，主要開發(fā)的是可以完成各種功能的綜合系統(tǒng)及各種車輛整體的計算機(jī)控制系統(tǒng)。汽車上的電子裝置不僅能承擔(dān)基本控制任務(wù)，而且還能處理外部和內(nèi)部的各種信息，如集發(fā)動機(jī)控制、自動變速器控制為一體的動力控制系統(tǒng)，制動防抱死/防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)。

第四階段：20世紀(jì)90年代中期至今，主要是研究、發(fā)展車輛的智能控制技術(shù)，模擬人的思維和行為對車輛進(jìn)行控制，如汽車自動駕駛系統(tǒng)、汽車通信及導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車自動防碰撞系統(tǒng)等。

今后汽車電子技術(shù)將集中圍繞如下幾個方面發(fā)展：

1）滿足用戶需求。大幅提高汽車的性能，使之更靈活、方便、安全、可靠。

2）滿足社會需求。保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源，節(jié)約資源，如大力發(fā)展電動汽車等。

3）實(shí)現(xiàn)包括道路在內(nèi)的交通系統(tǒng)智能化，將汽車和人有機(jī)地結(jié)合起來，如車載GPS監(jiān)視系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動車輛的監(jiān)控等。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，汽車電子技術(shù)獲得了更大的發(fā)展。可以預(yù)見，汽車今后的發(fā)展將主要是電氣設(shè)備及自動控制設(shè)備的發(fā)展，汽車電氣設(shè)備將會體積更小、性能更高、維修更簡單，以更好地滿足汽車用戶。

二、汽車電氣設(shè)備的組成

現(xiàn)代汽車的電氣設(shè)備種類和數(shù)量很多，但總的來說可以分為三大部分，即電源、用電設(shè)備、全車電路及配電裝置。

1．電源

汽車電源有兩個：蓄電池和發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)是主要電源，蓄電池是輔助電源。在發(fā)動機(jī)停轉(zhuǎn)或起動時，由蓄電池供給電能。當(dāng)發(fā)動機(jī)達(dá)到某一轉(zhuǎn)速后，即可供電。當(dāng)發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電的同時，也給蓄電池充電。發(fā)電機(jī)供電時采用電壓調(diào)節(jié)器來維持其輸出電壓的2穩(wěn)定。

2．用電設(shè)備

用電設(shè)備主要由以下幾個系統(tǒng)組成。

（1）起動系統(tǒng)

起動系統(tǒng)用來起動發(fā)動機(jī)。起動系統(tǒng)主要包括起動機(jī)、點(diǎn)火鑰匙及其控制電路。

（2）點(diǎn)火系統(tǒng)

點(diǎn)火系統(tǒng)用來產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃汽油機(jī)氣缸中的可燃混合氣。它有傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)、電子點(diǎn)火系統(tǒng)和計算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)之分。傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)包括點(diǎn)火線圈、分電器、電容器、火花塞等；電子點(diǎn)火系統(tǒng)包括點(diǎn)火線圈、信號發(fā)生器、電子點(diǎn)火器、配電器、火花塞等；計算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)包括點(diǎn)火線圈、電子點(diǎn)火器、火花塞、各種傳感器、電子控制單元等。（注：前兩種點(diǎn)火系統(tǒng)已淘汰）

（3）照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)包括車外和車內(nèi)照明燈具，可以提供車輛夜間安全行駛的必要照明。

（4）信號裝置

信號裝置包括音響信號和燈光信號兩類，可以提供安全行車所必需的信號。

（5）儀表及報警裝置

儀表及報警裝置可用來監(jiān)測發(fā)動機(jī)及汽車的工作情況，使駕駛員能夠通過儀表、報警裝置及時檢視發(fā)動機(jī)和汽車運(yùn)行的各種參數(shù)及異常情況，以確保汽車正常運(yùn)行。它包括車速里程表、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表、冷卻液溫度表、燃油表、機(jī)油壓力表、電壓（流）表、氣壓表和各種警報燈等。

（6）輔助電氣設(shè)備

輔助電氣設(shè)備包括風(fēng)窗清潔裝置（刮水器、洗滌器、除霜裝置）、空調(diào)系統(tǒng)、低溫起動預(yù)熱裝置、汽車視聽設(shè)備、電動車窗、中控門鎖、電動座椅、電動后視鏡、防盜裝置等。車用輔助電氣設(shè)備有日益增多的趨勢，主要向舒適、娛樂、安全等方面發(fā)展。

（7）汽車電子控制系統(tǒng)

汽車電子控制系統(tǒng)主要是指用計算機(jī)控制的各個汽車系統(tǒng)，包括汽油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)、計算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)、電控自動變速器、防抱死系統(tǒng)、驅(qū)動防滑系統(tǒng)、電控懸架系統(tǒng)、自動巡航系統(tǒng)、安全氣囊、自動空調(diào)、汽車車載網(wǎng)絡(luò)等。電控系統(tǒng)的采用可以使汽車上的各個系統(tǒng)均處于最佳工作狀態(tài)，達(dá)到提高汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和舒適性，降低汽車排放污染物的目的。

3．全車電路及配電裝置

全車電路及配電裝置包括中央接線盒、熔斷裝置、繼電器、電線束及插接件、電路開關(guān)等，使全車電路構(gòu)成一個統(tǒng)一的整體。

現(xiàn)代汽車所采用的電控系統(tǒng)越來越多，所占的比例越來越大，汽車電控系統(tǒng)往往也都自成系統(tǒng)，將電子控制與機(jī)械裝置相結(jié)合，形成了較為典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，因此，本教材只涉及傳統(tǒng)電氣設(shè)備中的電子控制裝置，不涉及諸如電控燃油噴射、電子控制自動變速器、制動防抱死系統(tǒng)，這些計算機(jī)控制系統(tǒng)有專門的教材給予介紹。

三、汽車電氣設(shè)備的特點(diǎn)

1．低壓電源

汽車電源系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓有三個等級：6V、12V和24V，但以12V和24V居多。汽油車多采用12V，柴油車多采用24V。這一電壓的主要優(yōu)點(diǎn)是安全性好。

2．直流電源

由于蓄電池的充、放電電流均為直流電，所以發(fā)電機(jī)輸出的也是直流電。

3．并聯(lián)單線制

汽車電源系統(tǒng)的用電設(shè)備很多，為了使各電器相互獨(dú)立，便于控制和提高電氣線路的可靠性，用電設(shè)備和電源間均為并聯(lián)連接。單線制即從電源到用電設(shè)備使用一根導(dǎo)線連接，而另一根導(dǎo)線則用汽車車體或發(fā)動機(jī)機(jī)體的金屬部分代替。單線制可節(jié)省導(dǎo)線，使線路簡化、清晰，便于安裝與檢修。

4．負(fù)極搭鐵

采用單線制時，蓄電池的一個電極需接在車架上，稱為“搭鐵”。若蓄電池的負(fù)極接車架，稱為負(fù)極搭鐵；反之，稱為正極搭鐵。負(fù)極搭鐵對車架或車身連接處的電化學(xué)腐蝕較輕，對無線電干擾小。我國汽車電氣系統(tǒng)均為負(fù)極搭鐵。

【特別提示】為了使龐雜的線路布置變得較為合理簡潔，現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)線束基本上是分段的結(jié)構(gòu)形式，線束之間用插接器連接。一些汽車上，還設(shè)置了公共搭鐵導(dǎo)線，用以確保各個電氣裝置良好搭鐵。汽車上通常設(shè)置一個或幾個集熔斷器和繼電器的接線盒，使電路的故障查詢和維修較為方便。

現(xiàn)代汽車已將汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于對傳統(tǒng)汽車電氣系統(tǒng)布線方式的改革。CAN總線結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸方式改變了單線控制模式，使得汽車電器與電子控制裝置各控制模塊實(shí)現(xiàn)信息共享和多路集中控制，簡化了傳統(tǒng)的汽車線束。這種網(wǎng)絡(luò)化的汽車多路集中控制系統(tǒng)已經(jīng)在較多國產(chǎn)車和進(jìn)口車上得到了應(yīng)用。

四、課程的性質(zhì)、任務(wù)、重要性

本課程是汽車類專業(yè)的一門重要專業(yè)課，同時也是學(xué)好汽車專業(yè)其他相關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。其任務(wù)是講解汽車用各種電氣設(shè)備的構(gòu)造、基本工作原理、使用與維修方法、故障判斷與排除等方面的內(nèi)容。學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以達(dá)到以下目的：掌握汽車電氣設(shè)備的構(gòu)造、原理和維修，以及全車線路的分析方法；掌握主要電器的使用、維護(hù)、調(diào)整方法；熟悉汽車電氣設(shè)備的檢測；了解維修專用儀器、設(shè)備的原理，并掌握其使用方法；掌握新型汽車電氣設(shè)備的構(gòu)造特點(diǎn)及檢修方法。

五、課程的學(xué)習(xí)方法和考核方法

在課程的學(xué)習(xí)中本著理論與實(shí)踐并重的原則，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，要多動手、熟練操作，切實(shí)掌握實(shí)踐技能。

要勤于思考，善于將學(xué)到的內(nèi)容與實(shí)際結(jié)合、與生產(chǎn)結(jié)合、與生活聯(lián)系，并不斷歸納、總結(jié)，逐步培養(yǎng)自己舉一反三的能力。

對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜及實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容，要充分利用實(shí)物，采用邊學(xué)習(xí)、邊實(shí)踐的學(xué)習(xí)方法，加強(qiáng)對所學(xué)內(nèi)容的理解。

對于理論部分的教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)加強(qiáng)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，以提高學(xué)習(xí)效果。

本課程的考核采用：理論+實(shí)踐技能相結(jié)合的方法。理論考核的知識點(diǎn)是本章節(jié)中需要掌握和理解的內(nèi)容，技能考核內(nèi)容是本章節(jié)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，考核時隨機(jī)抽取1/4～1/3的項目進(jìn)行考核，檢驗技能的掌握情況。