主页 > 新闻动态 > 汽车电气系统的组成特点分类及故障诊断与维修 2021-12-03

汽车电气系统的组成特点分类及故障诊断与维修

汽车电气系统是汽车的重要组成部分之一，其性能好坏直接影响汽车的动力性、经济性、可靠性，安全性、舒适性以及排放等性能。汽车电气系统是现代汽车发展水平的一个重要标志，其科技含量已成为衡量现代汽车档次的重要指标之一。随着科技的发展，集成电路和微型电子计算机在汽车上的广泛应用，电器的数量在增加、功率在增大，产品的质量、性能在提高，结构更趋于完善。汽车维修材料工应了解和掌握电气系统的构造、配件识别及原理，对其正确收发与保管是十分必要的。
一、汽车电气系统的组成
汽车电气系统包括电源系统、起动系统、点火系统、照明系统、信号系统、仪表系统和电子控制系统等。
1.电源系统：
包括蓄电池、发电机、调节器。其中发电机为主电源，发电机正常工作时，由发电机向全车用电设备供电，同时给蓄电池充电。调节器的作用是使发电机的输出电压保持恒定。
2.启动系统
包括串励式直流电动机、传动机构、控制装置。其作用是用于启动发动机。起动机是用来起动发动机的，它主要由电机部分、传动机构（或称啮合机构）和起动开关三部分组成。
3.点火系统
包括点火开关、点火线圈、分电器总成、火花塞等，其作用是产生高压电火花，点燃汽油机发动机汽缸内的混合气。点火装置按电能的来源不同，可分为蓄电池点火和磁电机点火两大类。
4.照明系统
包括汽车内、外各种照明灯及其控制装置。用来保证夜间行车安全。主要有前照灯、雾灯、尾灯、制动灯、棚灯、电喇叭、转向灯闪光器等。
5.信号系统
包括喇叭、蜂鸣器、闪光器及各种行车信号标识灯。用来保证车辆运行时的人车安全。
6.仪表系统
包括各种电器仪表，比如电流表、充电指示灯或电压表、机油压力表、温度表、燃油表、车速及里程表、发动机转速表等。
7.辅助电器系统
包括电动刮水器、空调器、低温启动预热装置、收录机、点烟器、玻璃升降器等。
8.电子控制系统
包括电控燃油喷射装置、电子点火装置、制动防抱死装置、自动变速器等。
二、汽车电气系统的特点
汽车电路和一般电路一样，各电器间采用串联、并联和混联方式;具有通路、断路和短路三种基本工作状态;电路图中各电器采用专门的符号或图框加文字的标注方法。但汽车电路又有自身的一些特点。
1.低压供电
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)，未来的汽车可能采用42V供电系统。
2.直流电源
这主要是从蓄电池充电角度来考虑的，现代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.采用两个电源
汽车上采用了两个电源，即蓄电池和发电机，它们以并联的方式向用电设备供电。蓄电池是辅助电源，在发电机未发电或电压较低(低于蓄电池端电压)时，由蓄电池向电用设备供电;发电机是主电源，当发动机运转到一定转速后，发电机开始向车上的用电设备供电，同时对蓄电池进行充电以补充蓄电池损失的电能。
4.装有保险装置
为了防止电路或元件因搭铁或短路而烧坏线束和用电设备，汽车电路中均安装有保险装置防止产生过流，如保险丝、易熔线等，如果电路出现过流，则在线束和用电设备被损坏前，这些保险装置将断开。
5.用电设备并联
汽车的各用电设备均采用并联，每个用电设备都由各自串联在其支路中的专用开关控制，互不干扰。在维修汽车电路时，可以单独方便地拆装某用电设备而不会影响到其他用电设备。
6.采用单线制
单线连接是汽车线路最大的特点。汽车上的用电设备都是并联的，从理论上讲需要一根公共的火线和一根公共的零线。而汽车发动机和底盘是由金属制造的，具有良好的导电性能。因此，利用汽车的金属机体作为各种用电设备的公共导线，而用电设备到电源就只需用一根导线连接，所以称为单线制。
采用单线制可以节约导线，使电路简化，便于安装和检修，因此，现代汽车基本上都采用单线制。
7.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(图1-141);蓄电池的正极接车架或车身称为正极搭铁。我国规定采用蓄电池负极搭铁。负极搭铁对无线电设备(音响、通信系统)的干扰少，对车架及车身电化学腐蚀小，并且具有连接牢固的优点。目前世界各国生产的汽车大多数采用负极搭铁。

图1-141 负极搭铁

8.汽车电路由单元电路组合而成
汽车电路虽然复杂，但都是由完成不同功能、相对独立的单元电路组成的。只要认真读懂每个单元电路，也就能读懂全车电路了。
9.汽车线路有颜色和标识特征
汽车导线的数目较多，为便于识别和检修汽车电器，汽车电路中的低压线通常采用不同颜色的导线，并在汽车电路图上用颜色的字母代号标注出。不同车系导线颜色代码也不同。
三、汽车电气系统的故障分类
汽车电气系统的故障总体上可分为两大类：一类是电器设备故障；另一类是线路故障。
1.电器设备故障
电器设备故障是指电器设备自身丧失其原有机能，包括电器设备的机械损坏、烧毁、电子元件的击穿、老化、性能减退等。
在实际使用和维修中，常常因线路故障而造成电器设备故障。
注意：电器设备故障一般是可修复的，但一些不可拆的电子设备出现故障后只能更换。
2.线路故障
线路故障包括断路、短路、接线松脱、接触不良或绝缘不良等。
这一类故障有时容易出现一些假象，给故障诊断带来困难。必要时可以参考电路图排查解决。
例如，某搭铁线与车身出现接触不良，就有可能造成电器设备开关失控，电器设备工作出现混乱。
这是因为有的搭铁线多为几个电器设备共用，一旦该搭铁线出现接触不良，它就把多个电器设备的工作电路联系到一起，就有可能通过其他线路找到搭铁途径，造成一个或多个电器设备工作异常。
四、汽车电气系统的故障检测
在对汽车电气系统进行维修之前要认真倾听客户的描述,根据描述的车辆情况来判断到底是电气系统哪一部分出现了问题。在对故障进行观察前要确保电源系统能够正常工作,这是其他电子元件维修的前提。要观看蓄电池是否损坏、电源系统电压是否正常以及线路和插线器是否连接牢固等。
然后让汽车正常打火,在满足故障条件的前提下对车辆的电气系统运行情况进行仔细观察,可以利用检测设备对电气系统进行检测,根据检测设备的数据提示判断电气系统出故障的地方。
1.直观判断法
直观判断就是通过直接观察汽车电气系统,利用听觉、视觉和嗅觉等检查电气系统的外观,从而直接判断故障位置。一般汽车电气系统在出现故障时,设备会有发热现象,电气元件也会出现异响、冒烟以及出现奇怪的味道、或者线路出现火花等。因此直观判断能快速的确定故障位置,是汽车电气系统出现故障以后首先要采取的一种诊断方法,但是该方法要求维修人员要有丰富的汽车维修经验才能准确判断。
2.仪器设备检测法
有时候直接观察无法判断电气系统的故障所在,就必须借助于仪器设备对系统进行检测。常用的检测设备有汽车故障阅读器、故障诊断仪等。现在的汽车上一般都配备计算机控制和故障自诊断系统,一旦电气系统出现故障,汽车本身的自诊断系统就会将故障检测出来,以故障代码的方式存储在电气系统控制器中,维修人员通过故障阅读器就能识别故障代码,然后根据代码确定是电气系统的哪部分出现了问题。
在诊断电气系统故障时,万用表是必备的设备,能够对电气系统中电路的电量、是否有短路以及电气元件是否有损坏进行测量,是确定电气具体故障点的重要辅助设备,目前常用的万用表是高阻抗的数字万用表。汽车故障代码只显示电子元件的短路,如果是其他原因是没有故障码显示的。汽车示波器可以将电气设备的工作电压变化曲线显示出来,维修人员通过观察电子元件波形变化曲线就能够判断是否发生了故障。例如有些时候汽车电子元件的故障信号是断断续续的,而示波器的测量速度要比故障信号的速度快,因此通过示波器能够发现平时难以发现的元件故障。如果要诊断多个电子元件的波形可以使用多通道示波器。
3.故障排除法
汽车电气系统诊断的故障排除法可以分为两个方面：短路排除法和断路排除法。短路排除法是指通过导线将怀疑是断路的电路连接起来,如果发现故障排除则证明该段电路确实有问题,如果故障依旧就要继续排除测试。该方法常用在一些开关和继电器的故障诊断上。断路排除法是怀疑某一段电路有问题,将怀疑有短路和搭铁故障的电路切断,然后看故障是否还存在,如果故障消失则说明测试电路存在短路和搭铁故障现象。
4.换件测试法
如果怀疑电气系统的某个部件出现故障而又不是十分确定,可以通过换件测试法来判断,将电气系统的旧电子元件取下,换上全新的电子元件,观察故障系统是否还存在,如果不存在就说明旧的电气元件有问题,需要更换。需要注意的是在交换电子元件的时候元件线路要正常工作,否则会对汽车电气系统造成更大的损失。汽车的点火线圈、火花塞和喷油器型号多种多样,如果怀疑其中某个部件有问题,可以替换成其他部件观察看还有没有故障,从而判断零部件是否损坏,替换时可以采用规格和型号都一样的新配件。
5.12V试灯法
汽车的交流发电机设备带有电子元件,一般是由硅二极管组成的硅整流器,位于发电机的内部。发电机的正负极不能直接相连,会造成短路现象。在检查交流发电机是否能够发电时,可以将汽车的12V电灯泡作为实验用灯,启动汽车让发电机工作,这时将12V灯泡与发电机相连,如果灯泡正常发光则说明发电机工作正常,如果不发光说明发电机出现故障。这种将实验用灯连接到供电设备两端判断的方法十分方便,对于是否存在电路短路现象的判断也很简便。试灯的一端搭铁,另一端连接在怀疑有断路现象的电路前后两点,加入灯泡先点亮然后熄灭说明两点之间存在断路现象。
6.启动后高压试火
汽车的电气动系统正常工作状态下,在火花塞处能够出现蓝白色的高火花,根据这一现象,可以利用中央高压线来测试点火和分缸高压线测试点火等,通过对不同部位进行测试点火能够大致判断点火系统发生故障的部位,方便对点火系统进行诊断和维修。利用高压试火还能检测点火系统的电子零部件是否漏电,绝缘情况是否良好,如果分火头导电片到机身上搭铁,通过高压线对准分火头的绝缘部位试火,如果有火就说明分火头绝缘出现问题,有漏电现象,如果没有火则说明绝缘状况良好。
总之,汽车工艺的发展日新月异,新的汽车电气系统技术不断进步也让汽车的各项性能指标大大提升,同时复杂的电气系统结构也容易造成系统故障,使得电气系统维修起来越来越复杂。因此,汽车维修人员一定要不断地学习新的电气系统故障诊断和维修方法,不断地与时俱进,研究新的电气系统故障判断和维修标准,不断地满足现代汽车维修的需要。
五、汽车电气系统的故障维修
1.蓄电池亏损
蓄电池本身具有一定的时间性，长时间使用后容易存在故障，电池自身无法正常充电、放电。可以将蓄电池负极电线及用电设备开关断开后，将一个电流表接在搭铁与电池负极之间。如果电流表读数不超过10 ma，表明不存在漏电现象。反之，则存在此现象。在对此情况进行维修时，严格按照蓄电池相关有效规定配置电解液，严格密后，擦拭蓄电池表面所有脏污。此外，在针对于蓄电池亏损方面的维修过程中，还要求维修人员严格的按照维修程序进行，以确保维修的科学性和规范性，实现最佳的维修效果。
2.发动机转动异常
汽车电气系统中，发动机是最容易出现异常的。通常与汽车点火系统的电路问题和供油系统的油路发生故障有着紧密联系。驾驶汽车中，若油路发生故障后，通常会感到加油不顺，拉动阻风门后暂时有所好转，但随后发动机又会熄火。当汽车发动机运转异常时，汽车的个别缸会不工作，且发动机会发出不正常的响声，排气管会冒出黑烟，转动时异常抖动等。应对此异常，应先检查高压分电器是否漏电，插错或脱落等异常现象。之后再让发动机低速运转，检测缸速即可。
3.启动机运转异常
汽车启动机运转异常，通常由启动机所控制的线路、开关和蓄电池等发生故障引起的。该步骤极其重要，必须注意进行故障诊断。应先将启动机与前照灯相连，若前照灯发光，就可直接将蓄电池故障排除。然后用导线将汽车车架与发动机缸体相连，重新启动后可正常工作，则说明故障是车架与缸体搭铁不良而造成及蓄电池状态良好没有故障。但是，经仔细检查过后，搭铁处并没有异常，则可以诊断出是汽车启动机自身或控制线路方面导致的异常。
4.警报及信号照明系统异常
汽车的安全性一直是整个汽车工业建设的重要核心，要在确保驾驶安全的基础上展开建设。而汽车配备的信号和照明系统就是以此为目的。当汽车的喇叭不发声和信号灯不亮时，则可以诊断出汽车的信号系统和照明系统出现故障。对此，应对所有汽车安装好相对应有效、科学的报警装置，对汽车驾驶员和行人及过往车辆给予警示的作用。确保驾驶员自身的人身安全和道路行人的安全，增加汽车的安全性。此外，在维修的过程中，维修人员还应该坚持如下2点原则。（1）先观察再维修。通过观察，能够了解到大致的故障范围，从而能够确保维修的精准性，确保维修的质量。（2）在维修工作结束后，还应该反复进行测试，确保故障完全排除，以实现最佳的维修效果，确保汽车电气系统的正常运行，从而也促进整个社会的发展与进步。
六、汽车电气系统培训设备的推荐与介绍

MY-9018 柴油车电气实训台

一）产品概述：
本实训台是配合大专院校、部队、汽修等专业的汽车培训技能之用，采用全新柴油机原车电器实物为基础，充分展示汽车仪表系统、灯光系统、雨刮系统、喇叭系统、发动机电器系统、起动系统和充电系统等汽车电器各系统的组成结构和工作过程。适用于中高等职业技术院校普通教育类学院和汽车培训机构对汽车全车电器系统的理论和维修实训的教学需要。通过电路电器实训台的演示，可清楚了解轿车内部的电路电器结构与功能，便于学生较快地掌握汽车的电路构造和原理，提高学生对汽车电路的初步认识，使学生了解汽车电路起到更直观更深入的教学目的，是各汽车学校对电路电器理论和维修实训的理想的教学设备。本设备满足汽车职业教育的“五个对接十个衔接”的教学需要。

二）功能特点：

1.真实可运行的汽车整车电器系统，充分展示汽车整车电器系统的组成结构。接通电源，操纵示教板上的各种电器开关、按钮、真实演示汽车仪表系统、灯光系统、雨刮系统、喇叭系统、发动机电器系统、起动系统和充电系统等汽车电器各系统的工作过程。

2.设备面板采用耐创击、耐污染、防火、防潮的高级铝塑板，表面经特殊工艺喷涂底漆处理；面板打印有永不褪色的彩色电路图；学员可直观对照电路图和实物，认识和分析汽车整车电器各系统的工作原理。

3.示教板面板上安装有检测端子，可直接在面板上检测汽车整车电器各系统电路元件的电信号，如电阻、电压、电流、频率信号等。

4.设备面板部分采用面板部分采用1.5mm冷板冲压成形结构，外形美观；底架部分采用钢结构焊接，表面采用喷涂工艺处理，带自锁脚轮装置。

三）技术规格：
1.外形尺寸（约）：1900×600×1800mm(长×宽×高)
2.动力电源：三相四线(或三相五线)380V±10% 50Hz
3.工作电压：直流12V
4.工作温度：-40℃～+50℃
5.三相异步电动机、YT 100L1-4
6.电压：AC 220V/380V
7.功率：2.2KW
8.转速：1420r/min
9.钢管：40*40*3mm
10.机柜：1.5mm冷板冲压成形，背面设置维修门；
11.移动脚轮：100*60mm
七、结束语：

总之,汽车工艺的发展日新月异,新的汽车电气系统技术不断进步也让汽车的各项性能指标大大提升,同时复杂的电气系统结构也容易造成系统故障,使得电气系统维修起来越来越复杂。因此,汽车维修人员一定要不断地学习新的电气系统故障诊断和维修方法,不断地与时俱进,研究新的电气系统故障判断和维修标准,不断地满足现代汽车维修的需要。

上一篇：汽车传动系统节能改进
下一篇：化工单元操作的特点分类及工作原理与发展前景的探究

汽车电气系统的组成特点分类及故障诊断与维修

MY-9018 柴油车电气实训台

我们的优势：