主頁 > 新聞動態 > 汽車電氣系統的組成特點分類及故障診斷與維修 2021-12-03

汽車電氣系統的組成特點分類及故障診斷與維修

汽車電氣系統是汽車的重要組成部分之一，其性能好壞直接影響汽車的動力性、經濟性、可靠性，安全性、舒適性以及排放等性能。汽車電氣系統是現代汽車發展水平的一個重要標志，其科技含量已成為衡量現代汽車檔次的重要指標之一。隨著科技的發展，集成電路和微型電子計算機在汽車上的廣泛應用，電器的數量在增加、功率在增大，產品的質量、性能在提高，結構更趨于完善。汽車維修材料工應了解和掌握電氣系統的構造、配件識別及原理，對其正確收發與保管是十分必要的。
一、汽車電氣系統的組成
汽車電氣系統包括電源系統、起動系統、點火系統、照明系統、信號系統、儀表系統和電子控制系統等。
1.電源系統：
包括蓄電池、發電機、調節器。其中發電機為主電源，發電機正常工作時，由發電機向全車用電設備供電，同時給蓄電池充電。調節器的作用是使發電機的輸出電壓保持恒定。
2.啟動系統
包括串勵式直流電動機、傳動機構、控制裝置。其作用是用于啟動發動機。起動機是用來起動發動機的，它主要由電機部分、傳動機構（或稱嚙合機構）和起動開關三部分組成。
3.點火系統
包括點火開關、點火線圈、分電器總成、火花塞等，其作用是產生高壓電火花，點燃汽油機發動機汽缸內的混合氣。點火裝置按電能的來源不同，可分為蓄電池點火和磁電機點火兩大類。
4.照明系統
包括汽車內、外各種照明燈及其控制裝置。用來保證夜間行車安全。主要有前照燈、霧燈、尾燈、制動燈、棚燈、電喇叭、轉向燈閃光器等。
5.信號系統
包括喇叭、蜂鳴器、閃光器及各種行車信號標識燈。用來保證車輛運行時的人車安全。
6.儀表系統
包括各種電器儀表，比如電流表、充電指示燈或電壓表、機油壓力表、溫度表、燃油表、車速及里程表、發動機轉速表等。
7.輔助電器系統
包括電動刮水器、空調器、低溫啟動預熱裝置、收錄機、點煙器、玻璃升降器等。
8.電子控制系統
包括電控燃油噴射裝置、電子點火裝置、制動防抱死裝置、自動變速器等。
二、汽車電氣系統的特點
汽車電路和一般電路一樣，各電器間采用串聯、并聯和混聯方式;具有通路、斷路和短路三種基本工作狀態;電路圖中各電器采用專門的符號或圖框加文字的標注方法。但汽車電路又有自身的一些特點。
1.低壓供電
汽車電氣系統的額定電壓主要有12V和24V兩種。汽油車普遍采用12V電源，柴油車多采用24V電源(由兩個12V蓄電池串聯而成)，未來的汽車可能采用42V供電系統。
2.直流電源
這主要是從蓄電池充電角度來考慮的，現代汽車發動機是靠電力起動機啟動的，起動機由蓄電池供電，而向蓄電池充電又必須用直流電源，所以汽車電氣系統為直流系統。汽車的直流電是由交流發電機產生的交流電經發電機內部的整流器整流、電壓調節器對電壓進行調節然后輸出的。
3.采用兩個電源
汽車上采用了兩個電源，即蓄電池和發電機，它們以并聯的方式向用電設備供電。蓄電池是輔助電源，在發電機未發電或電壓較低(低于蓄電池端電壓)時，由蓄電池向電用設備供電;發電機是主電源，當發動機運轉到一定轉速后，發電機開始向車上的用電設備供電，同時對蓄電池進行充電以補充蓄電池損失的電能。
4.裝有保險裝置
為了防止電路或元件因搭鐵或短路而燒壞線束和用電設備，汽車電路中均安裝有保險裝置防止產生過流，如保險絲、易熔線等，如果電路出現過流，則在線束和用電設備被損壞前，這些保險裝置將斷開。
5.用電設備并聯
汽車的各用電設備均采用并聯，每個用電設備都由各自串聯在其支路中的專用開關控制，互不干擾。在維修汽車電路時，可以單獨方便地拆裝某用電設備而不會影響到其他用電設備。
6.采用單線制
單線連接是汽車線路最大的特點。汽車上的用電設備都是并聯的，從理論上講需要一根公共的火線和一根公共的零線。而汽車發動機和底盤是由金屬制造的，具有良好的導電性能。因此，利用汽車的金屬機體作為各種用電設備的公共導線，而用電設備到電源就只需用一根導線連接，所以稱為單線制。
采用單線制可以節約導線，使電路簡化，便于安裝和檢修，因此，現代汽車基本上都采用單線制。
7.負極搭鐵
采用單線制時蓄電池的一個電極需接至車架或車身上，俗稱“搭鐵”。蓄電池的負極接車架或車身稱為負極搭鐵(圖1-141);蓄電池的正極接車架或車身稱為正極搭鐵。我國規定采用蓄電池負極搭鐵。負極搭鐵對無線電設備(音響、通信系統)的干擾少，對車架及車身電化學腐蝕小，并且具有連接牢固的優點。目前世界各國生產的汽車大多數采用負極搭鐵。

圖1-141 負極搭鐵

8.汽車電路由單元電路組合而成
汽車電路雖然復雜，但都是由完成不同功能、相對獨立的單元電路組成的。只要認真讀懂每個單元電路，也就能讀懂全車電路了。
9.汽車線路有顏色和標識特征
汽車導線的數目較多，為便于識別和檢修汽車電器，汽車電路中的低壓線通常采用不同顏色的導線，并在汽車電路圖上用顏色的字母代號標注出。不同車系導線顏色代碼也不同。
三、汽車電氣系統的故障分類
汽車電氣系統的故障總體上可分為兩大類：一類是電器設備故障；另一類是線路故障。
1.電器設備故障
電器設備故障是指電器設備自身喪失其原有機能，包括電器設備的機械損壞、燒毀、電子元件的擊穿、老化、性能減退等。
在實際使用和維修中，常常因線路故障而造成電器設備故障。
注意：電器設備故障一般是可修復的，但一些不可拆的電子設備出現故障后只能更換。
2.線路故障
線路故障包括斷路、短路、接線松脫、接觸不良或絕緣不良等。
這一類故障有時容易出現一些假象，給故障診斷帶來困難。必要時可以參考電路圖排查解決。
例如，某搭鐵線與車身出現接觸不良，就有可能造成電器設備開關失控，電器設備工作出現混亂。
這是因為有的搭鐵線多為幾個電器設備共用，一旦該搭鐵線出現接觸不良，它就把多個電器設備的工作電路聯系到一起，就有可能通過其他線路找到搭鐵途徑，造成一個或多個電器設備工作異常。
四、汽車電氣系統的故障檢測
在對汽車電氣系統進行維修之前要認真傾聽客戶的描述,根據描述的車輛情況來判斷到底是電氣系統哪一部分出現了問題。在對故障進行觀察前要確保電源系統能夠正常工作,這是其他電子元件維修的前提。要觀看蓄電池是否損壞、電源系統電壓是否正常以及線路和插線器是否連接牢固等。
然后讓汽車正常打火,在滿足故障條件的前提下對車輛的電氣系統運行情況進行仔細觀察,可以利用檢測設備對電氣系統進行檢測,根據檢測設備的數據提示判斷電氣系統出故障的地方。
1.直觀判斷法
直觀判斷就是通過直接觀察汽車電氣系統,利用聽覺、視覺和嗅覺等檢查電氣系統的外觀,從而直接判斷故障位置。一般汽車電氣系統在出現故障時,設備會有發熱現象,電氣元件也會出現異響、冒煙以及出現奇怪的味道、或者線路出現火花等。因此直觀判斷能快速的確定故障位置,是汽車電氣系統出現故障以后首先要采取的一種診斷方法,但是該方法要求維修人員要有豐富的汽車維修經驗才能準確判斷。
2.儀器設備檢測法
有時候直接觀察無法判斷電氣系統的故障所在,就必須借助于儀器設備對系統進行檢測。常用的檢測設備有汽車故障閱讀器、故障診斷儀等。現在的汽車上一般都配備計算機控制和故障自診斷系統,一旦電氣系統出現故障,汽車本身的自診斷系統就會將故障檢測出來,以故障代碼的方式存儲在電氣系統控制器中,維修人員通過故障閱讀器就能識別故障代碼,然后根據代碼確定是電氣系統的哪部分出現了問題。
在診斷電氣系統故障時,萬用表是必備的設備,能夠對電氣系統中電路的電量、是否有短路以及電氣元件是否有損壞進行測量,是確定電氣具體故障點的重要輔助設備,目前常用的萬用表是高阻抗的數字萬用表。汽車故障代碼只顯示電子元件的短路,如果是其他原因是沒有故障碼顯示的。汽車示波器可以將電氣設備的工作電壓變化曲線顯示出來,維修人員通過觀察電子元件波形變化曲線就能夠判斷是否發生了故障。例如有些時候汽車電子元件的故障信號是斷斷續續的,而示波器的測量速度要比故障信號的速度快,因此通過示波器能夠發現平時難以發現的元件故障。如果要診斷多個電子元件的波形可以使用多通道示波器。
3.故障排除法
汽車電氣系統診斷的故障排除法可以分為兩個方面：短路排除法和斷路排除法。短路排除法是指通過導線將懷疑是斷路的電路連接起來,如果發現故障排除則證明該段電路確實有問題,如果故障依舊就要繼續排除測試。該方法常用在一些開關和繼電器的故障診斷上。斷路排除法是懷疑某一段電路有問題,將懷疑有短路和搭鐵故障的電路切斷,然后看故障是否還存在,如果故障消失則說明測試電路存在短路和搭鐵故障現象。
4.換件測試法
如果懷疑電氣系統的某個部件出現故障而又不是十分確定,可以通過換件測試法來判斷,將電氣系統的舊電子元件取下,換上全新的電子元件,觀察故障系統是否還存在,如果不存在就說明舊的電氣元件有問題,需要更換。需要注意的是在交換電子元件的時候元件線路要正常工作,否則會對汽車電氣系統造成更大的損失。汽車的點火線圈、火花塞和噴油器型號多種多樣,如果懷疑其中某個部件有問題,可以替換成其他部件觀察看還有沒有故障,從而判斷零部件是否損壞,替換時可以采用規格和型號都一樣的新配件。
5.12V試燈法
汽車的交流發電機設備帶有電子元件,一般是由硅二極管組成的硅整流器,位于發電機的內部。發電機的正負極不能直接相連,會造成短路現象。在檢查交流發電機是否能夠發電時,可以將汽車的12V電燈泡作為實驗用燈,啟動汽車讓發電機工作,這時將12V燈泡與發電機相連,如果燈泡正常發光則說明發電機工作正常,如果不發光說明發電機出現故障。這種將實驗用燈連接到供電設備兩端判斷的方法十分方便,對于是否存在電路短路現象的判斷也很簡便。試燈的一端搭鐵,另一端連接在懷疑有斷路現象的電路前后兩點,加入燈泡先點亮然后熄滅說明兩點之間存在斷路現象。
6.啟動后高壓試火
汽車的電氣動系統正常工作狀態下,在火花塞處能夠出現藍白色的高火花,根據這一現象,可以利用中央高壓線來測試點火和分缸高壓線測試點火等,通過對不同部位進行測試點火能夠大致判斷點火系統發生故障的部位,方便對點火系統進行診斷和維修。利用高壓試火還能檢測點火系統的電子零部件是否漏電,絕緣情況是否良好,如果分火頭導電片到機身上搭鐵,通過高壓線對準分火頭的絕緣部位試火,如果有火就說明分火頭絕緣出現問題,有漏電現象,如果沒有火則說明絕緣狀況良好。
總之,汽車工藝的發展日新月異,新的汽車電氣系統技術不斷進步也讓汽車的各項性能指標大大提升,同時復雜的電氣系統結構也容易造成系統故障,使得電氣系統維修起來越來越復雜。因此,汽車維修人員一定要不斷地學習新的電氣系統故障診斷和維修方法,不斷地與時俱進,研究新的電氣系統故障判斷和維修標準,不斷地滿足現代汽車維修的需要。
五、汽車電氣系統的故障維修
1.蓄電池虧損
蓄電池本身具有一定的時間性，長時間使用后容易存在故障，電池自身無法正常充電、放電。可以將蓄電池負極電線及用電設備開關斷開后，將一個電流表接在搭鐵與電池負極之間。如果電流表讀數不超過10 ma，表明不存在漏電現象。反之，則存在此現象。在對此情況進行維修時，嚴格按照蓄電池相關有效規定配置電解液，嚴格密后，擦拭蓄電池表面所有臟污。此外，在針對于蓄電池虧損方面的維修過程中，還要求維修人員嚴格的按照維修程序進行，以確保維修的科學性和規范性，實現最佳的維修效果。
2.發動機轉動異常
汽車電氣系統中，發動機是最容易出現異常的。通常與汽車點火系統的電路問題和供油系統的油路發生故障有著緊密聯系。駕駛汽車中，若油路發生故障后，通常會感到加油不順，拉動阻風門后暫時有所好轉，但隨后發動機又會熄火。當汽車發動機運轉異常時，汽車的個別缸會不工作，且發動機會發出不正常的響聲，排氣管會冒出黑煙，轉動時異常抖動等。應對此異常，應先檢查高壓分電器是否漏電，插錯或脫落等異常現象。之后再讓發動機低速運轉，檢測缸速即可。
3.啟動機運轉異常
汽車啟動機運轉異常，通常由啟動機所控制的線路、開關和蓄電池等發生故障引起的。該步驟極其重要，必須注意進行故障診斷。應先將啟動機與前照燈相連，若前照燈發光，就可直接將蓄電池故障排除。然后用導線將汽車車架與發動機缸體相連，重新啟動后可正常工作，則說明故障是車架與缸體搭鐵不良而造成及蓄電池狀態良好沒有故障。但是，經仔細檢查過后，搭鐵處并沒有異常，則可以診斷出是汽車啟動機自身或控制線路方面導致的異常。
4.警報及信號照明系統異常
汽車的安全性一直是整個汽車工業建設的重要核心，要在確保駕駛安全的基礎上展開建設。而汽車配備的信號和照明系統就是以此為目的。當汽車的喇叭不發聲和信號燈不亮時，則可以診斷出汽車的信號系統和照明系統出現故障。對此，應對所有汽車安裝好相對應有效、科學的報警裝置，對汽車駕駛員和行人及過往車輛給予警示的作用。確保駕駛員自身的人身安全和道路行人的安全，增加汽車的安全性。此外，在維修的過程中，維修人員還應該堅持如下2點原則。（1）先觀察再維修。通過觀察，能夠了解到大致的故障范圍，從而能夠確保維修的精準性，確保維修的質量。（2）在維修工作結束后，還應該反復進行測試，確保故障完全排除，以實現最佳的維修效果，確保汽車電氣系統的正常運行，從而也促進整個社會的發展與進步。
六、汽車電氣系統培訓設備的推薦與介紹

MY-9018 柴油車電氣實訓臺

一）產品概述：
本實訓臺是配合大專院校、部隊、汽修等專業的汽車培訓技能之用，采用全新柴油機原車電器實物為基礎，充分展示汽車儀表系統、燈光系統、雨刮系統、喇叭系統、發動機電器系統、起動系統和充電系統等汽車電器各系統的組成結構和工作過程。適用于中高等職業技術院校普通教育類學院和汽車培訓機構對汽車全車電器系統的理論和維修實訓的教學需要。通過電路電器實訓臺的演示，可清楚了解轎車內部的電路電器結構與功能，便于學生較快地掌握汽車的電路構造和原理，提高學生對汽車電路的初步認識，使學生了解汽車電路起到更直觀更深入的教學目的，是各汽車學校對電路電器理論和維修實訓的理想的教學設備。本設備滿足汽車職業教育的“五個對接十個銜接”的教學需要。

二）功能特點：

1.真實可運行的汽車整車電器系統，充分展示汽車整車電器系統的組成結構。接通電源，操縱示教板上的各種電器開關、按鈕、真實演示汽車儀表系統、燈光系統、雨刮系統、喇叭系統、發動機電器系統、起動系統和充電系統等汽車電器各系統的工作過程。

2.設備面板采用耐創擊、耐污染、防火、防潮的高級鋁塑板，表面經特殊工藝噴涂底漆處理；面板打印有永不褪色的彩色電路圖；學員可直觀對照電路圖和實物，認識和分析汽車整車電器各系統的工作原理。

3.示教板面板上安裝有檢測端子，可直接在面板上檢測汽車整車電器各系統電路元件的電信號，如電阻、電壓、電流、頻率信號等。

4.設備面板部分采用面板部分采用1.5mm冷板沖壓成形結構，外形美觀；底架部分采用鋼結構焊接，表面采用噴涂工藝處理，帶自鎖腳輪裝置。

三）技術規格：
1.外形尺寸（約）：1900×600×1800mm(長×寬×高)
2.動力電源：三相四線(或三相五線)380V±10% 50Hz
3.工作電壓：直流12V
4.工作溫度：-40℃～+50℃
5.三相異步電動機、YT 100L1-4
6.電壓：AC 220V/380V
7.功率：2.2KW
8.轉速：1420r/min
9.鋼管：40*40*3mm
10.機柜：1.5mm冷板沖壓成形，背面設置維修門；
11.移動腳輪：100*60mm
七、結束語：

總之,汽車工藝的發展日新月異,新的汽車電氣系統技術不斷進步也讓汽車的各項性能指標大大提升,同時復雜的電氣系統結構也容易造成系統故障,使得電氣系統維修起來越來越復雜。因此,汽車維修人員一定要不斷地學習新的電氣系統故障診斷和維修方法,不斷地與時俱進,研究新的電氣系統故障判斷和維修標準,不斷地滿足現代汽車維修的需要。

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