第三节　汽车电气系统的组成与特点

一 基本电路的类型

1 串联电路

串联电路是把各电气元件逐个顺次连接起来组成的电路。在串联电路中，当电流流动时，电压降成正比地经过每个负载。在串联电路上增加负载会降低工作电压。

具有两个电气负载（灯泡）的串联电路如图1-51所示，所有的电流必须通过这两个灯泡。由于每个灯泡都有电阻，相对于只有一个灯泡负载的电路，流过两个灯泡的电流将会减少，因此灯泡的亮度会变暗。

图1-51　具有两个电气负载的串联电路

这种方式的串联电路在汽车电路中也有应用，如发动机的冷却风扇控制电路，两个冷却风扇电动机串联在一起时转速较慢，这是低速散热挡，而并联时则转速较快，这是高速散热挡。

在串联电路中，只有一个电流流动通路。电流流过每个负载，然后经地线返回到蓄电池。由于串联电路只有一个电流流动通路，因此电路中的任何一处断路都将切断电流，用电器将停止工作。

2 并联电路

并联电路是把各用电器并列连接起来，具有多个电流流通路径的电路。

虽然电压、电流和电阻仍然对并联电路存在一定的影响，但与简单的串联电路相比却有所不同。在并联电路中，每个支路都具有蓄电池电压。增加支路不会降低工作电压。换言之，即并联电路的每个支路相当于一个独立的串联电路。

汽车电路一般都是并联电路，大到控制系统与控制系统之间的并联，小到照明灯泡之间的并联。

在如图1-52所示的并联电路中，干路上的开关闭合，各支路上的开关（如果有）闭合，灯泡才会发光，干路上的开关断开，各支路上的开关都闭合，灯泡也不会发光，说明干路上的开关可以控制整个电路，支路上的开关只能控制本支路。

并联电路的一大优点是，如果其中一个负载或支路出现断路，其他支路仍然会正常工作。

如图1-53所示，如果将灯泡2的导线剪断，灯泡2将不亮，这是因为灯泡2电路产生了开路。灯泡1仍然在一个完整的电路连接中，可以正常工作，不受灯泡2线路开路的影响。当一个灯泡烧坏时，另一个灯泡仍发光，这是因为每个灯泡都有自己的供电和接地连接。

图1-52　并联电路

图1-53　并联电路的优点

二 电路的开路与短路

1 电路的开路

开路又称断路，是指因电路中某一处断开而使电阻过大，电流无法正常通过，导致电路中的电流为零。如图1-54所示，电路中的一个电气开关断开时，就会断开电路回路，电路中将不会有电流流过。该控制开关也可以安装在返回（接地）路径上，同样起到控制电流通断的作用。

断开的电路两端为电源电压，一般对电路无损害，如导线断了，或用电器（如灯泡中的灯丝断了）与电路断开等。图1-55所示为造成电路开路的原因，包括熔丝熔断、控制开关触点接触不良、电线被切断、负载开路、供电或接地点松动等。

图1-54　电气开关的控制作用

图1-55　造成电路开路的原因

2 电路的短路

短路就是电源未经过负载而直接由导线接通成闭合回路。短路影响了电路的电源供电侧，电流将绕过部分或全部电路中的电气负载直接返回到地面，被短路的电路部分将不再有电流通过。

短路分为部分负载短路和全部负载短路。部分负载短路也称用电器短路，是指用导线直接将某电路元件或负载的两端连接起来。此用电器被短路，这时容易产生烧毁其他用电器的情况。如图1-56所示，由于电路故障，灯泡L2被短路，没有电流流经L2，而是全部通过灯泡L1，此时，L1有可能因电流过大而烧毁。

图1-56　部分负载短路

如图1-57所示，在只有一个负载的电路（或并联电路）中，负载的供电端直接接地，这相当于直接用导线把蓄电池的正、负极相连，这种情况称为全部负载短路。在汽车电路故障中，这种短路现象比较常见，产生的短路电流很大，熔丝会瞬间熔断，起到保护作用。通常这是一种严重而应该尽可能避免的电路故障，轻则使电路因熔丝熔断开路，重则会导致电路因电流过大而烧毁并发生火灾。

图1-57　全部负载短路

三 汽车电气系统的组成

汽车电气设备按功能可分为电源系统、启动系统、点火系统、照明与信号系统、仪表与报警系统、电子控制装置、辅助电器等部分。

1 电源系统

电源系统由蓄电池、发电机、调节器及工作状况指示装置（电流表、充电指示灯）等组成。其作用是向全车用电设备提供低压直流电能。

2 启动系统

如图1-58所示，启动系统由蓄电池、点火开关、起动机、启动继电器及启动保护装置组成。其作用是将蓄电池储存的电能转变为机械能，带动发动机以足够高的转速运转，以顺利启动发动机。

图1-58　启动系统的组成

3 点火系统

汽油发动机含有点火系统，早期的点火系统由点火线圈、分电器、电子点火器、火花塞、点火开关等组成，现在的电控汽油机采用发动机控制单元进行点火控制，可以不使用分电器。点火系统的作用是将低压电转变为高压电，适时可靠地点燃气缸中的可燃混合气。

4 照明与信号系统

照明与信号系统由小灯（示位灯、尾灯）、前照灯、雾灯、转向灯、制动灯、倒车灯、电喇叭等及其控制继电器和开关组成。照明系统的作用是确保车辆内外一定范围内合适的亮度；信号系统的作用是引起行人和车辆驾驶员的注意，指示行驶趋向及操纵件的状态。

5 仪表与报警系统

仪表与报警系统由组合仪表、传感器、各种报警指示灯及控制器组成。其作用是显示汽车运行参数及交通信息，警告运行性机械故障，以确保行驶和停车的安全性、可靠性。

6 电子控制装置

电子控制装置由电控燃油喷射系统、自动变速器、ABS/ESP系统、巡航控制系统及悬架平衡控制装置等组成。

7 辅助电器

辅助电器由为提高车辆安全性、舒适性、经济性等各种功能的电器装置组成。辅助电器因车型不同而有所差异，一般包括挡风玻璃刮水/清洗装置、风窗除霜/防雾装置、启动预热装置、音响装置、车窗电动升降装置、电动座椅调节装置等。雨刮系统的组成如图1-59所示。

图1-59　雨刮系统的组成

四 汽车电气系统的特点

现代汽车的电气系统较为复杂，电气电子设备种类繁多，功能各异。但这些电气线路都遵循一定的原则，具有一定的规律，了解这些原则和规律对进行汽车电路分析是有很大帮助的。

1 低压

汽车电气系统的额定电压主要有12V和24V两种。汽油车普遍采用12V电源，柴油车多采用24V电源（由两个12V蓄电池串联而成）。汽车运行中的电压，一般12V系统的为14V，24V系统的为28V。

2 直流

汽车的各种用电器及控制系统都是由直流电驱动的，如汽车发动机是靠电力起动机启动的，起动机由蓄电池供电，而向蓄电池充电又必须用直流电源，所以汽车电气系统为直流系统。汽车的直流电是由交流发电机产生的交流电经发电机内部的整流器整流，电压调节器对电压进行调节然后输出的。

3 单线制

单线连接是汽车线路的特殊性，它是指汽车上所有电器的正极均采用导线相互连接，而所有的负极则直接或间接通过导线与车架或车身金属部分相连，即搭铁。任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发经导线流入用电设备后，再由电器自身或负极导线搭铁，通过车架或车身流回电源负极而形成回路。单线制导线用量少，线路清晰，接线方便。

4 并联连接

汽车的各用电设备均采用并联，汽车上的两个电源（蓄电池与发电机）之间以及所有用电设备之间，都是正极接正极，负极接负极，并联连接。

由于采用并联连接，所以汽车在使用中，当某一支路用电设备损坏时，并不影响其他支路用电设备的正常工作。

5 负极搭铁

采用单线制时蓄电池的一个电极需接至车架或车身上，俗称搭铁。蓄电池的负极接车架或车身称为负极搭铁；蓄电池的正极接车架或车身称为正极搭铁。负极搭铁对车架或车身金属的化学腐蚀较轻，对无线电干扰小。我国标准规定汽车线路统一采用负极搭铁。

6 设有保险装置

为了防止因短路或直接搭铁而烧坏汽车电器和线路，汽车电路中一般设有保护装置，如熔丝、易熔线等。

7 汽车线路有颜色和标识特征

为了便于区别各线路的连接，汽车所有低压导线必须选用不同颜色的单色或双色线。各大汽车厂家在绘制电路图时，在每根导线上标明颜色的英文代号（或文字）及导线大小规格（导线截面积）。