二、项目相关知识

（一）汽车电气设备的组成

汽车主要由发动机、底盘、车身和电气设备4部分组成。经过近百年的发展，电气与电子设备在汽车上的作用越来越重要，其工作性能的优劣直接影响汽车的动力性、经济性、安全性、可靠性、舒适性等。虽然汽车的种类繁多，但汽车电气设备主要由电源系统、用电设备和配电装置组成。

1.电源系统

电源系统又称充电系统，其作用是向全车用电设备提供低压直流电能。它包括蓄电池、发电机及电压调节器。发电机是汽车上的主要电源，蓄电池是辅助电源。当发电机工作时，由发电机向全车用电设备供电，同时给蓄电池充电。蓄电池的作用是起动发动机时向起动机供电，同时当发电机不工作时向用电设备供电。电压调节器的作用是保持发电机的输出电压恒定。

2.用电设备

汽车上的用电设备众多，主要可分为起动系统，点火系统，照明与信号系统，仪表、报警与电子显示系统，辅助电气系统及电子控制系统等。

（1）起动系统。其作用是带动发动机飞轮旋转使曲轴达到必要的起动转速，从而起动发动机。其主要部件有起动机、起动继电器等。

（2）点火系统。点火系统仅用于汽油机上，其作用是将低压电转变为高压电，适时可靠点燃发动机气缸内的可燃混合气。它分为传统点火系统、电子点火系统以及电控点火系统3种。

（3）照明与信号系统。其作用是确保车内外一定范围内合适的亮度；告示行人、车辆以引起注意；指示行驶方向；指示操纵件状态；对运行性机械故障进行报警，以确保行驶和停车的安全性和可靠性。照明装置包括车内外各种照明灯。信号装置包括电喇叭、闪光器、蜂鸣器及各种信号灯。

（4）仪表、报警与电子显示系统。其作用是显示汽车运行参数及交通信息，监控汽车各系统的工况。仪表包括发动机转速表、车速里程表、燃油表、水温表等。

（5）辅助电气系统。其作用是为驾驶员和乘员提供良好的工作条件和舒适的乘坐环境。辅助电气系统包括电动刮水器、风窗洗涤器、空调中控门锁、电动车窗和电动座椅等。

（6）电子控制系统。其作用是更加精确地控制汽车各个系统，使经济性、动力性、安全性等得到提高。电子控制系统包括电子控制燃油喷射装置、点火装置、自动变速器和防抱死制动装置等。

3.配电装置

配电装置又称电源管理系统，其作用是为了规范布线，便于诊断汽车电气设备的故障。配电装置包括中央接线盒、电路开关、保险装置、插接器、导线等。

（二）汽车电气设备的特点

现代汽车种类繁多，电气设备的数量不等、功能各异，但其电路设计都遵循一定的原则，了解这些原则对汽车电路的分析和故障的检修是很有帮助的。汽车电气设备主要有下面几个特点。

1.两个电源

汽车上有蓄电池和发电机两个供电电源。蓄电池是辅助电源，发动机未运转时，其向有关电气设备供电；发电机是主电源，当发动机运转到一定转速后，其开始向所有电气设备供电，同时给蓄电池充电。

2.低压直流

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，柴油车采用24V电源，这是因为柴油机负载大，起动扭矩比汽油机大得多，如果仍采用12V电压，起动机会做得很大、很重，而改用24V就可以减小起动机的体积和重量。在汽车运行中，12V电源系统电压为14V，24V电源系统电压为28V。由于蓄电池充放电均为直流电，所以汽车电气系统采用直流电。

3.并联单线

汽车用电设备较多，采用并联电路能确保各支路的电气设备相互独立控制、布线清晰、安装方便、节约导线、排故简便等。汽车电气设备一般采用单线制接线方式，即把车架、发动机、底盘等金属机体连通，并作为各种用电设备的公共并联端使用。但汽车上部分安装在钣金件上、挂车上或非金属车厢板上的电气设备仍然需要采用双线制。

4.负极搭铁

为减少蓄电池电缆铜端子在车架、车身连接处的电化学腐蚀，提高搭铁的可靠性，采用单线制接线时，蓄电池的一个负电极必须接到车架上，俗称“负极搭铁”。目前世界各国生产的汽车基本上都采用“负极搭铁”形式。

（三）汽车电气设备和电路故障的基本诊断方法

随着现代汽车电子设备的增多，汽车电路及电气设备出现的故障越来越复杂。发生故障后，选用合适的诊断方法是顺利排除故障的关键。为此下面介绍几种汽车电路、电气设备故障常用的诊断方法。

1.直观法

当汽车电气系统的某个部分发生故障时，会出现冒烟、火花、异响、焦臭、高温等异常现象。通过人体的感觉器官，听、摸、闻、看等对汽车电器进行直观检查，进而判断出故障的所在部位，从而大大地提高了检修速度。例如，蓄电池内部如果有故障，则在充电时壳体会发热；起动机运转无力时，若蓄电池极柱与导线接触不良，触摸极柱时将有烫手的感觉。

2.试灯法

用一个汽车灯泡作为临时试灯，检查线束是否开路或短路、电器或电路有无故障等。此方法特别适合于检查不允许直接短路的带有电子元器件的电器。使用临时试灯法应注意试灯的功率不要太大，在测试电子控制器的控制（输出）端子是否有输出及是否有足够的输出时尤其要慎重，需防止使控制器超载损坏。

3.跨接法

跨接法也称短路法，即当低压电路断路时，用跨接线或螺丝刀等将某一线路或元件短路，来检验和确定故障部位。例如，制动灯不亮时，可在踏下制动踏板后，用螺丝刀将制动灯开关两接柱连接来检验制动灯开关是否良好。对于现代汽车的电子设备而言，应慎用短路法来诊断故障，以防止短路时因瞬间电流过大而损坏电子设备。

4.断路法

汽车电气设备发生短路（搭铁）故障时，可用断路法判断，即将怀疑有短路故障的电路断开后，观察电气设备中短路故障是否还存在，以此来判断电路短路的部位。例如，发现车辆静电流过大时，可考虑用此方法来诊断由哪些系统引起了故障。

5.替换法

替换法常用于故障原因比较复杂的情况，能对可能产生故障的原因逐一进行排除。其具体做法是用一个已知是完好的零部件来替换被认为或怀疑是有故障的零部件，这样做可以试探出怀疑是否正确。若替换后故障消除，说明怀疑成立；否则，装回原件，进行新的替换，直至找到真正的故障部位。

6.检测法

利用专用检测设备或仪器、仪表对电气元件及线路进行检测，来确定电路故障。对现代汽车上越来越多的电子设备来说，检测法有省时、省力和诊断准确的优点，但要求操作者必须能熟练应用汽车专用仪表，以及对汽车电气元件的原理、电路组成等能准确的把握。

7.模拟法

有些故障属于偶发故障，比较难查找，因此，要进行条件模拟验证后再诊断故障，如车辆振动模拟、温度模拟（注意：不要将电气元件加热到60℃以上）、浸水模拟（注意：不得将水直接喷在电气元件上）、电负载模拟、冷起动或热起动模拟。

（四）汽车电气设备维修中常用的检测仪表和工具

1.试灯

试灯主要用于测量电路中是否存在电压。试灯没有内部电源，故也称其为无源试灯。试订内部装有12V（24V）灯泡或发光二极管作为发光元件。试灯一头接地，另一头探针触到带电压的导体时，灯泡或发光二极管就会被点亮。因为试灯只能显示是否有电压，不能显示电压的高低，故其不能取代电压表。试灯的外形如图1-1所示。如图1-2所示，如果电路正常，则测试灯应该点亮。注意不要用测试灯检测计算机系统电路。

2.跨接导线

跨接导线有时可作为故障诊断的辅助工具。它既可用于跨过某段被怀疑已断开的导线，而直接向某一部件提供电的通路，也可用于不依赖于电路中的开关或导线而向电路中加上电池电压。跨接导线的形式如图1-3所示。

3.数字万用表

目前，汽车电控单元和电子控制元件越来越多，而汽车上的电控单元和电子控制元件不允许用低阻抗的指针万用表检测，因此，数字万用表在汽车电气设备维修中成为主要检测仪器。汽车用数字万用表（带电流测试功能）外形如图1-4所示。

数字万用表在许多方面都优于绝大多数型号的模拟表，其中最主要的是它的测量更准确。影响模拟表精确度的因素不单是内部电路，指针也会因为从不同的角度观察仪表而指向不同的位置。而数字万用表却不存在读数不准的问题。

数字万用表有一个测试值的电子数字读出装置。数字万用表具有使测试精确的电子电路，其准确度超过0.1%，远远超过模拟万用表。

当数字万用表的正导线带电而负导线接地时，它即在读数前显示一个“＋”符号。如果两极导线相反，读数前将会出现“−”符号，以表示相反极性。

大部分高质量的数字万用表是由表内以干电池为电源的内部电路提供已知数据。如果电池电力不足，就将影响仪表读数的精确度。因此，要时常检查表内电池电位状况以确保数据的准确性。大部分数字万用表都有一个电池警告标志，用来显示电池的电位状况。

数字式万用表除了能测量交、直流电压，交、直流电流及电阻外，还能测量电容量、频率、二极管正向压降及检查线路的通断。各测量功能的分挡情况如下。

直流电压（DCV）：200mV、2000mV、20V、200V、1000V。

交流电压（ACV）：200mV、2V、20V、200V、700V。

交、直流电流（ACA、DCA）：20mA、200mA、20A。

电阻（Ω）：200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ。

频率（F）：20 kHz、200 kHz。

电容（C）：20nF、200nF、2μF、20μF。

除以上测量功能外，数字万用表还有自动校零、自动显示极性、过载指示、读数保持、显示被测量单位的符号等功能。