汽车电器电路分析——实训指导书
汽车电器电路分析实训方案
实训目的
通过汽车电器电路分析实训，能够使同学们加深掌握常见传统电器设备的工作原理及线路布置；能独立思考和进行线路设计；能独立查阅资料完善设计方案，强化实际操作能力以达到创新的目的。
实训项目
线路设计（电源电路、起动电路、点火电路、信号电路、照明电路、仪表电路）
零部件检测、调试
单元电路分析、设计
系统元件连接，系统电路连接
系统电路调试及检修
实训安排
实训辅导及注意事项讲解（4－6课时）
实训设备的熟悉及设计参数的采集（4课时）
零部件检测、调试（2课时）
根据部件的实际尺寸，确定板子的布局并拟出控制线路草图（4课时）
确定最终设计方案，经指导老师核实后，开始固定零部件（2课时）
固定好零部件后领取布线工具、万用表、导线及元件进行进行布线（6课时）
根据设计方案检查最后结果，无误后通电调试或检修（2－4课时）
提交实训设计说明书，现场考核实训结果，学生进行总结归纳（2－4课时）
实训地点
汽车实训中心电器实训室
指导教师
曾鑫、高海宇、李勇
实训时间
一周（详见实践教学安排表）
实训纪律及要求
实训时按照正常上课时间1—6节课进行（英语课不进行实训），每迟到或早退一次扣5分，迟到或早退共计三次或无故缺勤一次取消实训成绩。
未经指导老师同意不能私自进行板路操作。
尽可能优化设计方案，使其简单实用认真检查零部件状况及导线破损情况，避免短路或断路。
正确使用工具，保证安全操作。
考核
项 目
评分标准
分数
平时成绩
严守实训纪律，无故旷课一次，取消实训的成绩；迟到不得超过三次，每次扣5分，三次后取消实训成绩。
15
结构原理
布线规范，元件放置合理，整体结构全理、整齐美观
理解电路工作原理，知道各器件在电路中的作用，得到预期结果
35
实训报告
按要求总结并写出实训报告，书写整齐、规范，有结果分析。
25
实训答辩
针对工作原理、元件检测、电路实际连接、设计电路图及实训报告进行问答考评
25
一、实训电路板组成
起动系统
充电系统
照明系统
信号系统
辅助系统
雨刮电机总成、继电器、开关、保险器等
二、电路设计
<一>电路实物图（方框图）
1、单个系统电路实物图的画法
电路实物图是电路设计的基础，按所学知识将每个系统的元件连接起来。现以起动系统为例：
其主要组成元件为：蓄电池、点火开关、起动继电器。则可根据所学的知识将实训中提供的元件按下图连接成实物图或称方框图。
2、实训电路实物图
根据起动系统电路实物图的方法，将其它系统的电路实物图画出。
<二>电路设计
电路设计是在实物图的基础上实现的，由于电路图的形式多种多样我们以教材中出现的大众车系的电路简图为例进行说明电路设计的方法和原则。
1、主要线束命名
主电源线―――――――――30号线
点火线（IG）－－―――――15号线
起动按制线（ST）－－－－－50号线
搭铁（地）线－－－－－――31号线
2、元件位置规定
继电器、保险器、开关应位于电路图上方并标明序号；用电设备和控制器按系统位于电路图中下方。
3、线束及保险器
设计过程中应考虑导线的允许额定电流，即导线的直径的合理选用。为的方便线路的连接和检修一般红色导线用于电源线，黑色导线用于地线、其它导线可参照国产导线颜色规定合理使用。
实训中提供了若干的保险器，设计中应充分考虑到哪几个用电设备共用一个保险器以及融断器的允许电流，规格选用过小会经常出现断路情况、如果过大则又起不到保护的功能。
三、系统检测
<一>起动系统
在起动机检测中先进行不解体检测，如果不符合要求要针对机械和电路部件分别进行检修。如果机械部件无故障且起动机无法起动可先用万用表检查供电电路、开关电路和控制电路的工作情况，如果外围电路无故障应转入起动机部件的检修。如果起动机不能转动或转动电流和发热量较大，检查起动机电枢轴；如果起动机无法起动且无机械故障或起动转矩不符合要求，可检查电磁开关、换向器、电刷、励磁绕阻定子绕阻等内部部件。
⑴不解体检测
1、QD121型起动机驱动齿轮与限位环间隙为4.5±1 mm，驱动齿轮端面与端盖凸缘距离为32~34 mm。
2、以QD124型起动机为例，空转试验时，电压12V，起动机转速不低于5000r/min，电流不大于90A；全制动试验时，电压8V，电流不大于650A，扭矩不小于29.4N·m。
将起动机夹在夹具上，接好试验线路，接通起动机电路，起动机应运转均匀，无碰擦声，且电刷无强烈火花产生。此时电压表、电流表、转速表和读数应符合规定。若电流高而转速低，说明起动机装配过紧或电枢磁场绕组有短路或搭铁故障；若电流和转速都小，说明电路中接触电阻过大，有接触不良之处。
⑵起动机部件检查
1、起动机电枢轴的检查。
用百分表检查电枢轴是否弯曲，电枢轴轴径与村套配合间隙不得超过 0.15mm。
2、起动机电磁开关的检查。
1）检查吸拉线圈和保持线圈
拆下起动机开关接柱的磁场引线头，将蓄电池负极接起动机壳及开关接柱，正极接吸拉线圈和保持线圈的中性接头，接通电源后，观察吸拉线圈应能迅速使起动齿轮推至工作位置，断开起动机开关接柱的导线，起动齿轮能保持在此位置而不缩回，说明保持线圈良好。断开起动机壳体导线和中性接头，起动齿轮迅速回位，说明电磁开关复位弹簧良好。
2）检查触点、接触盘
2）检查触点、接触盘
目测触点、接触盘，若有轻微烧损可用细砂纸打磨，起动时此处电压降不得超过0.2V。
3、起动机换向器的检查。
检查换向器表面有无烧蚀，表面有无污损，轻微烧蚀用00号砂纸打磨，严重时应车削。
用百分表检测换向器失圆度和外径，应与标准相符，否则在车床上修整，检查换向器是否有短路、断路现象。
起动机励磁绕组的检查。
电枢绕组搭铁的检查：如右图所示，用万用表测量换向器和铁芯（或电枢轴）之间的电阻，应为∞，否则为搭铁。也可用交流试灯检查，灯亮表示搭铁故障。
电枢绕组断路的检查：目测电枢绕组的导线是否甩出或脱焊。再用万用表两触针依次与两相邻换向器铜片接触，所测电阻值应一样。如果读数不一样，则说明断路。
电枢绕组有严重搭铁、短路或断路时，应更换电枢总成。
5、起动机电刷的检查。
1）电刷外观检查
电刷在架内活动自如，无卡滞，不歪斜。
2）电刷磨损检查
用直尺测量电刷高度，目测电刷与换向器的接触面积，均应符合标准。
3）电刷架的检查
用万用表测量绝缘电刷架和后盖间的电阻，应为无穷大；用万用表测量搭铁电刷架和后盖间的电阻，应为零。
4）电刷弹簧检查
用弹簧秤检查弹簧的弹力，应与规定相符。视故障情况予以修理或更换。
6、定子绕组的检修
1）磁场绕组搭铁的检查
用万用表测量起动机接柱和外壳间的电阻，阻值应为无穷大，否则为搭铁故障。也可用试灯检测。
2）磁场绕组断路的检查
用万用表测量起动机接柱和绝缘电刷间的电阻，阻值应很小，若为无穷大则为断路。
3）磁场绕组短路的检查
3）磁场绕组短路的检查
用蓄电池2V直流电源正极接起动机接线柱，负极接绝缘电刷，将起子放在每个磁极上，检查磁极对起子的吸力，应相同。若某磁极吸力弱，则为匝间短路
磁场绕组有严重搭铁、短路或断路时，应更换新品
7、起动机离合器和驱动齿轮的检查。
1）检查驱动齿轮是否有严重损伤或磨损，检查离合器是否打滑或卡滞。
2）离合器最大扭矩测量
将单向离合器齿轮用布包好夹在台钳上，将扭力扳手的头插入啮合器的花键内，按其工作的方向扳转扭力扳手，应能承受制动试验时的最大扭矩而不打滑。
<二>、充电系统
充电系统的故障检修的原则可按以下步骤进行：1、在线路连接前可进行部件检修。2、如果部件检查无误，在线路连接完必后先查看皮带的张紧情况，用30~50N的力按下传动带，挠度应为10~15mm。用万用表检察正常情况下输出电压应在额定电压范围内，当转速上升或下降时电压值应在此标准内小幅度(最多不超过电池电压2V)上相应变化。如果输出电压无变化可能是没有发电或发电量过低，应进行部件检察；如果将输出与蓄电池断开，电压值为零，说明控制电路断路或发电机内部损坏；如果将输出与蓄电池断开，电压值低于额定值往往是二极管损坏。
⑴晶体管式电压调节器检测
1）静态检测
使用万用表R×100档测量晶体管调节器各接线柱之间的静态电阻，应与表5相符。
2）动态检测
2）动态检测
（1）搭铁型式的检测
①按图a接好线路；
②将电源电压U调到12V；
③接通开关s，若小灯泡不亮，则该调节器为内搭铁型调节器；若小灯泡亮，则该调节器为外搭铁型调节器。
3）好坏的检测
①将调节器根据搭铁型式不同按上图连好线路；
②接通开关s，逐渐调高电源电压，小灯泡的亮度应随电压升高而增强，当电源电压调至调节电压充电系由发电机、调节器、蓄电池、充电指示灯及点火开关等组成。工作过程为：起动发动机时先接通起动开关此时充电指示灯亮，由蓄电池提供发电机的励磁电流。发动机运转带动发电机发电，当发电机磁场二极管端的输出电压与蓄电池的端电压大致相等时，充电指示灯熄灭，由发电机定子线圈通过磁场二极管供给磁场线圈的磁场电流，并由集成电路调节器控制磁场电流的大小，稳定发电机的输出电压，对蓄电池充电的同时向负载供电。值（14V调节器为13.5~14.5V）时，小灯泡熄灭，则为良好；若小灯泡始终发亮或始终熄灭，则为损坏，应更换
⑵硅整流交流发电机的检修
1、转子检修
1）转子绕组检修
如右图所示，用万用表R×1档检测两集电环之间电阻， 应与标准相符。若阻值为“∞”，说明断路；若阻值过小，说明短路。
用万用表电阻最大档检测集电环与铁心（或转子轴）之间的电阻，应为“∞”，否则为搭铁。
断路应焊修或更换转子总成，短路和搭铁应更换转子总成。
2）转子轴检修
用百分表测量转子轴摆差，应与规定相符，否则应予校正。（如右图所示）
3）集电环检修
集电环表面应平整光滑，若有轻微烧蚀，用“00”号砂布打磨；烧蚀严重，应在车床上精车加工。
用直尺测量集电环厚度，应与规定相符，否则应更换。
用千分尺测量集电环圆柱度，应与规定相符，否则应精车加工。
2、定子检修
1）定子绕组断路检修
如图所示，用万用表R×1档检测定子绕组三个接线端，两两相测，
阻值应小于1Ω，若阻值为∞，说明断路。断路故障应用35W220V的电烙铁焊接修复，若不能修复，应更换定子绕组或定子总成。
2）定子绕组搭铁检修
用万用表电阻最大档检测定子绕组接线端与定子铁心间的电阻，应为∞，否则说明有搭铁故障。有搭铁故障应更换定子绕组或定子总成。
3、检查整流器
1）检查二极管好坏
将万用表的两测试棒接于二极管的两极测其电阻，再反接测一次，若电阻值一大（10kΩ）一小（8~10Ω），差异很大，说明二极管良好。若两次测量阻值均为∞，则为断路；若两次测得阻值均为0，则为短路。
对焊接式整流二极管来说，只要有一只二极管损坏，则需更换该二极管所在的正或负整流板总成；若为压装结构，则只需更换故障二极管即可。
2）二极管的极性判别
常用的万用表有机械式和电子式两种，机械式万用表检测方法是：
将万用表的正测试棒（红色）接二极管引出极，负测试棒（黑色）接二极管的另一极，测其电阻。若阻值大于10KΩ，则该二极管为正极管；若阻值为8～10Ω，则该二极管为负极。
4、检查电刷组件
1）外观检查
电刷表面应无油污，无破损、变形，且应在电刷架中活动自如。
2）电刷长度检查
用游标卡尺或钢板尺测量电刷露出电刷架的长度，应与规定相符。
3）弹簧压力测量
检测电刷弹簧压力应与规定相符。
5、触点式调节器的检查与维护
1）检查触点表面是否有较深蚀坑或严重残缺，磨平后触点厚度不得小于0．4mm。（修磨触点应用专用白金砂条插人触点接触面之间，轻压活动触点，往复抽动白金砂条，直到磨光磨平接触面。最后用硬纸片夹在触点间，擦去脏物和遗留砂粒。对于蚀境较严重的触点，可拆下在平整的油石上磨平后再装上，装复时上、下触点中心应对正，其偏移量不得超过0．Zmm，以保证触点接触面积。）
2）检查电阻。电阻不得有断丝、叠丝、变色、烧焦等现象，阻值变化过大或烧焦严重时必须更换。（更换时，可采用同型号废旧调节器上的相应的未损坏的电阻）
3）检查弹簧。（调节器的弹簧均采用密圈拉力弹簧，若拆下的弹簧在自由状态下，各弹簧之间有未压紧现象时，应予以修整。弹簧两端的拉钩若有折断不足一圈长度时，可用尖嘴钳弯起端圈重做钩环。）
<三>、点火系统
⑴点火系统不解体检测
接线检查
在实验前应检查点火系统的接线情况，有无接错、漏接、接触不良的现象，如有应首先处理后方可进行下面的检测。
2、供电电压的检测
用万用表检测点火线圈正极与地之间的压降应与供电电池的压降相等（无附加电阻的类型），如果差值大于0．5V应检查电路的连接情况是否有断路，短路或接触不良。
发火性能的检测
传感器检测
如果是无触点的点火系统，没有点火可先查传感器，无论是霍尔式、光电式都需要来自控制器的供电电压，所以先检查此电压是否正常，没有则检查控制器；有则检测传感器的输出信号（由于电磁式点火系统传感器不需供电电源，故可直接检测传感器），信号会随发动机运转相应的变化，（电磁式为0.4－0.8V，霍尔式为3－6V，光电式为2－3V），如果转速不低于1500r\min且不符合要求，则更换传感器。
控制器检测
如果上述检测都没问题，只可能是控制器的故障，可采用替换法检测。
⑵元件性能检测
点火线圈检测
1、外部检验
目测点火线圈，若有绝缘盖破裂或外壳碰裂，就会受潮而失去点火能力，应予以更换。
2、初次级绕组断路、短路和搭铁检验
1）测量电阻法
用万用表测量点火线圈的初级绕组、次级绕组以及附加电阻的电阻值，应符合技术标准，否则说明有故障，应予以更换。
2）试灯检验法
用试灯，接在初级绕组的两接线柱上，若灯不亮则是断路；当检查绕组是否有搭铁故障时，可将试灯的一端与初级绕组相连，一端接外壳，如灯亮，便表示有搭铁故障；短路故障用试灯不易查出。
3、次级绕组的检验
因为次级绕组的一端接于高压插孔，另一端与初级绕组相连，所以检验中，当试灯的一个触针接高压插孔，另一触针接低压接柱时，若试灯发出亮光，说明有短路故障；若试灯暗红，说明无短路故障；若试灯根本不发红，则应注意观察，当将触针从接柱上移开时，看有无火花发生，如没有火花，说明绕组已断路。
因为次级绕组和初级绕组是相通的，若次级绕组有搭铁故障，在检查初级绕组时就已反映出来了，无需检查。
4、发火强度检验
1）电器试验台检验
检查点火线圈产生的高电压时，可与分电器配合在试验台上进行试验。检验时将放电电极间隙调整到7mm，先以低速运转，待点火线圈的温度升高到工作温度（60~70oC）时，再将分电器的转速调至规定值，（一般四、六缸发动机的点火线圈为1900r/min，八缸发动机用的点火线圈为2500r/min），在0.5 min内，若能连续发出蓝色火花，表示点火线圈良好。
2）用对比跳火法检验
此方法在试验台上或车上均可进行，将被检验的点火线圈与好的点火线圈分别接上进行对比，看其火花强度是否一样。
点火线圈经过检验，如内部有短路、断路、搭铁等故障，或发火强度不符合要求时，一般均应更换为新品。
分火头的检修
1）外观检查
分火头应无任何裂纹、烧蚀及击穿（分火头顶部金属有一些焦状物是正常的）。
2）绝缘检查
如图所示，将高压电源（10~20kV）的一根触针接分火头导电片，另一触针对准分火头座孔内，若有火花产生，则说明分火头漏电；也可将分火头倒放在机体上，用发动机高压电进行跳火试验；还可采用兆欧表检测，阻值应为无穷大。注意：若在高压线与分火头距离很近时，勉强能够看到有很细弱的火花，一般为正常情况。
3）分火头导电片电阻检查
用万用表检查分火头顶部导电片电阻，应符合规定。
分火头检查不符合要求应更换。
分电器盖的检修
1）外观检查
用一块干燥的棉布将分电器盖擦拭干净，查看分电器盖应无裂纹及烧蚀痕迹，内部各电极应无明显的磨损、腐蚀及烧蚀，否则应更换分电器盖；中心电极应无卡滞，若烧蚀磨损致使其长度较标准长度减小2mm以上时，也应更换新件。
2）绝缘检查
将高压触针分别插在分电器盖上的两个相邻的旁插孔内或中央插孔与旁插孔内进行试火，若有火，说明绝缘损坏，应更换。也可用兆欧表检测，阻值应为无穷大。
高压线检测：
高压线外表应无破损，绝缘阻值应大于10KΩ.
火花塞检测：
外壳应无破损，开裂，绝缘阻值应大于10MΩ
<四>、照明、信号系统
照明系统线路连接完毕后，打开相应的控制开关应正常工作。如果相同控制器连接的并联用电设备中部分不能工作说明公共供电和控制部分工作正常，应检测不工作用电设备的状况及接线情况。如果相同控制器连接的并联用电设备中所有用电器都不能工作可先检测公共的供电和控制部分。具体电路可根据设计电路图进行分析、处理。
〈五〉、雨刮电路检修
可先检查雨刮器的电阻，如果雨刮电机的相应挡位阻值无穷大则相应绕阻断路。接入雨刮电机后，打开控制开关，雨刮电机应转动。否则可根据照明、信号系统的检测原则按电路图进行检修。
四、线路连接方法及原则
1、线路连接前一定要先熟悉设计电路，以增加连接的速度和减少故障率。
2、线路连接过程中组长应合理安排组员的分工。
3、线路连接前对线路接头进行处理，适当选择插接件。
4、先根据电路图连接供电电源的正极和接地线，再连接控制器和用电设备；为了避免线路混淆也可按系统进行连接。但要保证布线规范，整体结构全理、整齐美观。
5、每连接完一个阶段后用万用表进行检查，禁止通电检查。整个电路板连接完毕后，检查无误后，指导老师进行验收合格方可通电调试以避免出现短路、元件损坏的情况。
五、系统调试及检修
1、连接过程中易出现缸少搭铁线或搭铁不良的情况，如果通电后系统无动作应先对此种情况进行检查。
2、如果通电后，有线束发热或保险器融断的情况应立刻断开电源进行检查线中的短路情况。
3、通电后线路不能工作又无发热或保险器融断的情况应为断路或线束连接有误可根据电路图进行逐一检查，最后修复故障部位。
4、检修中可按先供电电源，再控制电路，最后用电设备的顺序进行检查。如果出现用电设备故障应参照四系统检修进行。
5、如果在元器件调试前各参数正常，通电运行后出现故障，应首先解决故障的原因后再处理故障的元器件。
