第2章　汽车电路的组成和常用基础元件

2.1 汽车电路的组成及特点

2.1.1　汽车电路的基本组成

现代汽车电气系统包括车载电源和用电设备两大部分。汽车用电设备按其使用功能的不同可大致分为启动系统、照明系统、信号系统、仪表系统、点火系统、辅助电器、电子控制系统等。汽车电气系统的组成如图2-1所示。

例 2-1 车载电源

车载电源包括蓄电池、发电机及调节器。蓄电池与发电机并联相接。汽车上有两个电源，即蓄电池和发电机。发电机是主电源，主要提供在发动机工作时由发动机带动发电向用电设备供电，同时给蓄电池进行充电。蓄电池为辅助电源，蓄电池主要用作启动电源且在发动机不工作或发电机的电能不足时向用电设备供电，特别是启动发动机时对起动机提供足够大的启动电流，以保证发动机顺利启动。两者互补可以有效地使用电设备在不同情况下都能正常工作，有利于延长蓄电池的使用寿命。调节器的作用是在发电机工作时，对其发电量进行调节，以保证电压的稳定。

车载电源通过配电装置向各用电设备供电，配电装置也称接线盒，通常包括线路保护装置（易熔线、熔断器等）、控制装置（开关、继电器等）及线路连接器等。有的汽车将配电装置集中在一处，有的汽车则是根据电路的分布情况，布置两个或两个以上的接线盒。

例 2-2 启动系统

汽车启动系统主要由启动开关和起动机组成，一些汽车的启动电路中设置有启动继电器，或带有驱动保护功能的组合式继电器。当需要启动发动机时，驾驶员通过控制启动开关使启动电路通电工作，由启动电动机产生电磁力矩，通过传动装置驱动发动机转动，并最终使发动机自行运转。

例 2-3 照明系统

汽车照明系统由各灯开关和照明灯组成，用于汽车在夜间或能见度较低的阴雨天、雾天行驶时的道路照明和车内照明。在一些汽车上，其照明系统还配有远光和近光自动变光控制、前照灯延时关灯控制、灯开关未关警告灯控制装置。近几年又出现了自适应前照灯系统，这种前照灯在汽车转向时可随动转向，在车辆的车载质量变化时，可自动调整前照灯垂直方向的照射角度，并且可根据汽车行驶的速度和光照的环境自动调节照明的距离和光照的范围。

例 2-4 信号系统

汽车信号系统包括声响信号装置和灯光信号装置，用于向汽车附近行人和其他车辆的驾驶员发出警告以确保行车安全。电喇叭是汽车的声响信号装置，电喇叭电路由电喇叭、喇叭按钮、喇叭继电器（有的汽车无喇叭继电器）组成；一些汽车上还装有倒车蜂鸣器。灯光信号包括转向信号灯、制动灯、示廓灯、停车灯等。转向信号电路由闪光器、转向开关和转向灯组成，其他灯光信号电路主要由各自的灯具和相应的控制开关组成。

例 2-5 仪表系统

汽车仪表系统包括各指示仪表和各指示灯/警告灯两大部分，用于向驾驶员反映汽车的行驶状况和发动机的工作状况等，以指导驾驶员正确地操纵车辆，确保行车安全，并能帮助驾驶员及时发现汽车发动机出现的异常情况。传统的仪表有电流表、机油压力表、发动机冷却液温度表、车速里程表、燃油表等，每一个仪表电路均由各自的指示表及其相配的传感器组成。在轿车上通常不装电流表，而是装备发动机转速表。汽车的指示灯/警告灯有很多，一般安装在仪表板上，各指示灯/警告灯电路由各指示灯/警告灯灯具和控制开关组成。

例 2-6 点火系统

汽油车上的汽油发动机还配有点火系统，点火电路主要由点火开关、点火线圈、分电器、火花塞等组成，采用电子高压配电方式的电子控制点火系统无分电器。点火系统的作用就是准确及时地向发动机燃烧室提供电火花，点燃可燃混合气，使发动机正常运转。

例 2-7 辅助电器

辅助电器包括风窗玻璃刮水器/洗涤器、电动玻璃升降器、电动天窗调节器、电动车门/中央门锁控制装置、电动座椅调节装置、电动后视镜装置、音响系统、点烟器等。其主要功能是提高车辆的安全性、舒适性和使用的方便性，辅助电器根据汽车档次的高低不同，其配置也有所不同。

例 2-8 电子控制装置

汽车电子控制装置由相应的传感器控制器和执行器组成，用于降低油耗和排污、提高汽车的安全性和舒适性。燃油喷射、点火、怠速等发动机控制装置，防抱死制动系统（anti-lock braking system，称ABS）及安全气囊控制系统等电子控制装置在现代汽车上已很普及，巡航控制、电子控制悬架、自适应前照灯等其他电子控制装置也在不同档次的汽车上得以应用。

2.1.2　汽车电路的特点

例 2-9 汽车电路的特点

汽车电路由于其特殊的工作环境，有着自身的特点。充分了解这些特点对看懂汽车电路图，进行汽车电路的故障检修等均会有很大的帮助。汽车电路的基本特点如下。

（1）电源直流

汽车电气系统为直流电系统，采用直流电的主要原因是电源之一的蓄电池是直流电源，蓄电池电能消耗后也必须用发动机输出的直流电充电。此外，串励式直流电动机的启动力矩大，启动安全可靠，这也是汽车电气系统一直都采用直流电系统的原因之一。

（2）低电压

汽车电气系统采用低电压，主要有12V、24V两种额定电压。汽油车普遍采用低压直流12V电源，一些重型柴油车多采用低压直流24V，一些重型柴油车则只是其启动柴油发动机的起动机采用24V，其他用电设备仍采用12V，通过电源转换开关实现12V/24V电压转换。汽车电路采用低电压的优点之一是用电安全，另一个优点是蓄电池串联单格数量较少，可使电源较为简单。

随着汽车用电设备的增多和环保节能的需要，汽车制造厂商正在探索通过提高电源电压来尽可能地将导线、线束变细，目前比较理想的汽车电源电压为42V，相信将来42V的汽车电源将成为汽车的动力之源。

（3）并联

汽车上的两个车载电源（蓄电池和发电机）并联相接，这种连接方式以及发电机的外特性（端电压随输出电流的变化规律）保证了车载电源如下的工作方式。

① 启动时由蓄电池提供起动机及点火系统汽油机所需的电能。

② 发动机工作时，由发电机向用电设备供电，并对蓄电池充电使蓄电池恢复充足电状态。

③ 当发动机不工作时自动转由蓄电池向用电设备提供电能。

④ 当发动机低速运转且有较大功率的电气设备启用时，发电机的端电压会降低，这时蓄电池可自动协助发电机供电。

⑤ 发动机正常工作，同时启用的电气设备较多，其功率超出了发电机的最大输出功率时，发电机的电压会随之下降，蓄电池则自动协助发电机供电，以满足用电设备的供电需求。

汽车电路中所有的用电设备也与电源并联相接，每条电路中，有的串联了继电器触点，有的串联了手动或自动开关，大多数电路中还串联了熔断器等多个电器部件，线路的连接点看起来比较复杂，但各个用电设备之间均为并联关系。

（4）单线与负极搭铁

单线制是汽车电路设计的共同特点，它是利用汽车的金属机体即车身与发动机和变速器等构件作为电气设备公共并联端使用（常称为搭铁端）。采用单线制具有线路清晰、用线少、安装检修方便等优点。在一些小轿车上，安装在非金属机体上的电气设备则采用双线制，这些用电设备的负极通常是用导线连接到一个公共搭铁点或连接到一根公共地线上。对于工作环境和工作要求较高的电路连接，仍然采用双线制的连接方法。

发电机与蓄电池只用一根导线将两个正极相连，发电机的负极连接于发动机机体，蓄电池的负极则和车身或车架相连接，汽车上的各个用电设备也只是用一根导线与电源的正极相连，将发动机的机体、车身及车架等金属物体作为公共的负极回路，与发电机和蓄电池的负极相连。利用发动机机体、车身及车架等金属体作为汽车电路的公共回路称为搭铁，现在汽车均采用负极搭铁。发动机机体、车身及车架就是汽车电路的“公共负极电缆”，清楚这一点，将有助于提高汽车电路图的识读能力，并可提高汽车电路故障分析与故障诊断的实际工作能力。