目 錄

緒論

第1章汽車電源繫統

1．1蓄電池

1．1．1蓄電池的分類與功用

1．1．2蓄電池的構造及型號

1．1．3蓄電池的工作原理

1．1．4蓄電池的工作特性

1．1．5蓄電池的充電及其設備

1．1．6蓄電池常見故障診斷與排除

1．2交流發電機

1．2．1交流發電機的構造及型號

1．2．2交流發電機的工作原理

1．2．3交流發電機的工作特性

1．3電壓調節器

1．3．1電壓調節器的功用

1．3．2電壓調節器的基本原理

1．3．3電壓調節器的分類及型號

1．3．4交流發電機與調節器常見故障診斷與排除

1．4汽車電源新技術

1．4．1新型汽車蓄電池

1．4．2新型汽車發電機

1．4．342V汽車電源繫統

本章小結

習題

第2章汽車起動繫統

2．1汽車起動繫統概述

2．1．1起動繫統的作用與基本組成

2．1．2起動機的分類與型號

2．2起動機的結構與工作原理

2．2．1直流電動機的結構與工作原理

2．2．2傳動機構的結構與工作原理

2．2．3電磁開關的結構與工作原理

2．2．4減速起動機

2．3起動機的工作特性

2．4起動機的控制電路

2．5起動繫統的檢測與故障診斷

2．5．1起動機主要部件的檢測

2．5．2起動繫統故障診斷

本章小結

習題

第3章電控燃油噴射繫統

3．1電控燃油噴射繫統概述

3．1．1電控燃油噴射繫統的構成

3．1．2電控燃油噴射繫統的分類

3．2空氣供給繫統

3．2．1空氣流量傳感器的結構與工作原理

3．2．2進氣歧管壓力傳感器的結構與工作原理

3．2．3溫度傳感器的結構與工作原理

3．2．4節氣門位置傳感器的結構與工作原理

3．3燃油供給繫統

3．3．1電動燃油泵

3．3．2壓力調節器

3．3．3電磁噴油器

3．4燃油噴射控制過程

3．4．1噴油正時的控制

3．4．2噴油量的控制

3．4．3停油控制

3．4．4電控燃油噴射繫統常見故障診斷與排除

3．5電控燃油噴射繫統傳感器的檢測

3．5．1空氣流量傳感器的檢測

3．5．2進氣歧管壓力傳感器的檢測

3．5．3溫度傳感器的檢測

3．5．4節氣門位置傳感器的檢測

本章小結

思考題

第4章微機控制點火繫統

4．1點火繫統概述

4．1．1汽油發動機對點火繫統的基本要求

4．1．2微機控制點火繫統的組成

4．1．3微機控制點火繫統的特點

4．1．4微機控制點火繫統的控制原理

4．2微機控制點火繫統的工作原理

4．2．1點火繫統主要零部件的結構和工作原理

4．2．2點火繫統主要零部件測試

4．2．3曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器

4．2．4微機控制點火繫統高壓電的分配方式

4．2．5點火提前角和閉合角控制

4．2．6爆震傳感器與爆震反饋控制

4．2．7點火繫統常見故障診斷與排除

4．3微機控制點火繫統傳感器的檢測

4．3．1曲軸與凸輪軸位置傳感器的檢測

4．3．2爆震傳感器的檢測

4．4發動機怠速控制繫統

4．4．1怠速控制繫統的組成

4．4．2怠速控制閥的功用與類型

4．4．3步進電動機怠速控制閥的結構原理

4．4．4旋轉滑閥式怠速控制閥的結構原理

4．4．5脈衝電磁閥式怠速控制閥的結構原理

4．4．6怠速轉速的控制方法

4．4．7步進電動機式怠速控制閥的控制

本章小結

思考題

第5章進排氣控制繫統

5．1進氣控制繫統

5．1．1進氣慣性增壓控制繫統

5．1．2廢氣渦輪增壓繫統

5．1．3可變氣門控制繫統

5．1．4電子節氣門控制繫統

5．1．5進氣繫統的測試

5．2排氣控制繫統

5．2．1燃油蒸發排放控制繫統

5．2．2廢氣再循環控制繫統

5．2催化轉化器與空燃比反饋控制繫統

5．2．4二次空氣噴射繫統

5．2．5排放控制繫統的測試

本章小結

習題

第6章照明與信號繫統

6．1照明繫統

6．1．1照明繫統概述

6．1．2前照燈的結構與控制電路分析

6．1．3照明繫統常見故障診斷與排除

6．2信號繫統

6．2．1轉向信號繫統

6．2．2制動信號繫統

6．2．3電喇叭繫統

6．2．4倒車信號繫統

6．2．5指示燈繫統

6．2．6信號繫統常見故障診斷與排除

6．3現代儀表顯示繫統

本章小結

習題

第7章舒適與安全繫統

7．1舒適繫統

7．1．1電動刮水器

7．1．2風窗玻璃洗滌器

7．1．3風窗除霜裝置

7．1．4電動車窗和天窗

7．1．5電動座椅

7．1．6電動後視鏡及防眩目後視鏡

7．1．7汽車中控門鎖

7．1．8舒適繫統常見故障診斷與排除

7．2安全氣囊

7．2．1安全氣囊概述

7．2．2安全氣囊的組成

7．2．3安全氣囊的工作原理

7．2．4安全氣囊繫統的檢修

7．3胎壓監測繫統

7．3．1胎壓監測繫統概述

7．3．2胎壓監測繫統的分類

7．3．3胎壓監測繫統的組成與工作原理

7．4汽車空調繫統

7．4．1汽車空調繫統的組成及分類

7．4．2汽車空調繫統的結構和工作原理

7．4．3汽車空調制冷繫統總成

7．4．4空調電控繫統

7．4．5汽車空調繫統常見故障診斷與排除

本章小結

習題

第8章汽車電控自動變速技術

8．1電控自動變速繫統概述

8．1．1自動變速繫統的分類

8．1．2電控自動變速繫統的基本組成部分及功用

8．1．3電控自動變速繫統的優缺點

8．2齒輪變速繫統的結構原理

8．2．1液力變矩器

8．2．2行星齒輪變速機構

8．2．3換擋執行機構

8．3液壓控制繫統的結構原理

8．3．1液壓控制繫統的組成及基本原理

8．3．2自動變速器供油繫統

8．3．3自動變速器的操縱機構

8．4自動變速電控繫統的結構原理

8．4．1信號輸入裝置

8．4．2自動變速器的執行機構

8．4．3自動變速器的電子

8．5電控自動變速繫統的控制原理

8．6電控無級變速繫統

8．6．1電控無級變速器的優點

8．6．2電控無級變速繫統的結構

8．6．3電控無級變速繫統的工作及控制原理

本章小結

習題

第9章汽車底盤電子控制繫統

9．1汽車底盤電子控制繫統概述

9．2電控懸架繫統

9．2．1電控懸架繫統概述

9．2．2電控懸架繫統的功能

9．2．3電控懸架繫統的分類

9．2．4電控懸架繫統的結構與工作原理

9．2．5電控懸架繫統的基本檢查及注意事項

9．3電控動力轉向繫統與四輪轉向繫統

9．3．1電控動力轉向繫統的分類及組成

9．3．2液壓式EPS的結構與工作原理

9．3．3電動式電控動力轉向繫統

9．3．4電控四輪轉向控制繫統

9．4汽車防抱死制動繫統

9．4．1汽車防抱死制動繫統概述

9．4．2ABS繫統的基本組成

9．4．3ABS繫統的工作原理

9．4．4汽車ABS零部件測試及常見故障排除

9．5汽車驅動防滑繫統

9．5．1ASR繫統的基本組成

9．5．2ASR繫統的工作原理

9．5．3ASR繫統與ABS繫統的比較

9．6汽車電子穩定控制繫統

9．6．1ESP繫統的基本組成

9．6．2ESP繫統的工作原理

9．7汽車巡航控制繫統

9．7．1汽車巡航控制繫統概述

9．7．2汽車巡航控制繫統的結構原理

9．7．3汽車巡航控制實例分析

9．7．4自適應巡航控制繫統

本章小結

習題

第10章全車電路和車載網絡技術

10．1汽車全車電路的基礎知識

10．1．1汽車電路圖的表達方法

10.1.2線路分析

10．1．3汽車電繫的導線

10.1.4汽車線束

10.1.5汽車開關

10.1.6電路保護裝置

10.1.7繼電器

10.1.8中央配線盒

10.2汽車電路的識圖方法

10.3車載網絡技術

10.3.1傳統導線線束式信息傳輸方式的問題

10.3.2總線式信息傳輸方式(網絡技術)及其特點

10.3.3CAN總線繫統簡介

10.3.4CAN總線的數據傳輸特點

10.3.5網絡技術在汽車上的應用舉例

10.3.6總線繫統控制模塊的檢測

本章小結

習題

參考文獻

前言


汽車電器是汽車的重要組成部分之一，其性能的好壞直接影響汽車的安全性、舒適性等性能。隨著汽車工業的迅速發展，汽車新技術、新工藝的開發與應用不斷加快，汽車電器與電子設備也在不斷改進、發展。同時，現代控制與信息技術的發展，使人、車、路有機地融為一體，現代汽車已經發展成為機電一體化的高科技產品，這就對汽車類專業人纔提出了更高的要求。
本書在章節結構、內容安排和習題等方面，吸收了相關教材建設的好經驗，同時總結了編者近年來從事教學工作的成果和經驗，並從普通高等院校的教學實際出發，重點介紹了汽車電器與電子設備的基本結構、工作原理及常見故障診斷與排除，以及電子控制技術在汽車上的應用等。本書力求全面體現應用型本科教育特色，滿足當前教學的需要。
本書由西安航空學院楊亞萍、張永輝主編，喬曉亮、張俊溪任副主編。其中，第1章由楊亞萍編寫，緒論和第2、10章由張永輝編寫，第3、4章由張俊溪編寫，第5、6章由喬曉亮編寫，第8章由周揚編寫，第7章由山東交通學院曹鳳萍編寫，第9章由西安汽車科技學院袁月會編寫。
本書在編寫過程中，得到了相關高校老師、企業技術人員的大力支持，引用了有關技術資料，在此一並表示衷心的感謝。
由於編者水平有限和時間緊迫，書中的疏漏和不妥之處，敬請讀者批評指正。
編者
2018年3月

緒論

汽車電器與電子控制繫統是汽車的重要組成部分，其性能的好壞直接影響著汽車的動力性、經濟性、安全性、可靠性、舒適性及排放性。蓄電池、起動機、發電機、燈光照明等傳統的汽車電器是汽車電器與電子控制繫統的基礎，多年來，在汽車工業中發揮了極其重要的作用，並將繼續發揮其應有的作用。但是，近幾十年來，隨著電子技術的迅猛發展和對汽車性能要求的不斷提高，電子技術在汽車上的應用越來越廣，汽車電子設備和電子控制繫統不斷更新，特別是大規模集成電路和微處理器的應用，更是促進了汽車的電子化，汽車電子控制繫統在汽車中的作用也越來越重要。汽車電器與電子控制技術發展到今天，發動機、變速器、懸架、制動繫統、轉向繫統、門鎖控制、車身控制等各大繫統都已電子化，汽車電子化程度已成為衡量汽車技術水平和先進性的重要標志。汽車工業的競爭，在很大程度上，表現為汽車電子技術的競爭。
當前，電子技術在解決汽車所面臨的油耗、安全、排放等問題方面正起著重要作用。如電子控制汽油噴射裝置和電子點火裝置的應用不僅節油5%~10%，同時對排氣淨化亦十分有利； 電子控制防抱死制動裝置的應用不但可使汽車在泥濘路面上高速行駛，而且緊急制動時可以防止側滑，保證汽車制動安全。此外，在實現操縱自動化和提高舒適性等方面也離不開電器與電子設備的應用。可見，隨著汽車工業和電子工業的高速發展，汽車上所裝用的電子設備的數量將會與日俱增，所起的作用也將越來越重要。
世界汽車電子技術的發展大致可分為3個階段：
1965—1975年，汽車電子產品是件和集成電路IC組成。
1975—1985年，主要發展專用的獨立繫統，如電子控制汽油噴射、防抱死制動裝置等。
1985—2000年，主要開發可完成各種功能的綜合繫統及各種車輛整體繫統的微機控制。這個階段稱為汽車的電子時代。
在現代汽車上，微機控制繫統可以實現對發動機的點火時刻、空燃比、怠速轉速、廢氣再循環、自動變速器、制動防抱死、儀表、信號等多項控制，為了提高工作的可靠性，控制繫統還具有故障自診斷和保護功能。
目前，汽車電子化程度的高低已成為國際上衡量汽車先進水平的重要標志。
1. 汽車電器與電子控制繫統的組成
現代汽車上所裝用的電器與電子設備的數量很多，但按其用途可大致歸納並劃分為下列五部分。
1） 電源繫統
電源包括蓄電池、發電機及其調節器。兩者並聯工作，發電機是主電源，蓄電池是輔助電源。發電機配有調節器，其主要作用是在發電機轉速增高時，自動調節發電機的電壓使之保持穩定。蓄電池的主要作用是發動機起動時向起動機供電，同時輔助發電機向用電設備供電。
2） 用電設備
汽車上的用電設備數量很多，大致可以分為以下幾種。
起動繫統： 包括直流電動機、傳動機構、控制裝置，其作用是用來起動發動機。
點火繫統： 作用是產生高壓電火花，點燃汽油發動機氣缸內的可燃混合氣。
照明設備： 包括車內外各種照明燈，用以提供夜間安全行車所必需的燈光，其中以前照燈為重要。
信號裝置： 包括電喇叭、閃光器、蜂鳴器及各種行車信號標識燈，主要用來提供安全行車所必需的信號。
儀表及顯示繫統： 包括各種電器儀表(機油壓力表、溫度表、燃油表、車速裡程表、發動機轉速表等)，用來監控車輛的一些基本信息。
輔助電器： 包括電動刮水器、風窗洗滌器、空調器、低溫起動預熱裝置、收音機、點火器、防盜裝置、玻璃升降器、座椅調節器等。輔助電器有日益增多的趨勢，主要向舒適性、娛樂、保障安全方面發展。
3） 電子控制裝置
電子控制裝置主要指由微機控制的裝置，如電子點火控制裝置、電子控制油門噴射裝置、電子控制防抱死制動裝置、電子控制自動變速器、智能前照燈繫統、自動懸架繫統等，用來提高汽車的動力性、經濟性、安全性，實現排氣淨化和操縱自動化。
4） 配電裝置
配電裝置包括中央接線盒、電路開關、保險裝置、插接件和導線。
2. 汽車電器與電子控制繫統的特點
1） 低壓
汽車電繫的額定電壓有12V、24V兩種，目前汽油車普遍采用12V電繫，而重型柴油車則多采用24V電繫。
2） 直流
汽車采用直流繫統的原因是汽車發動機要靠電力起動，它是直流串激電動機，必須由蓄電池供電，而蓄電池能消耗後又必須用直流電充電，所以汽車電繫為直流電繫統。
3） 單線制
單線制是指從電源到用電設備隻用一根導線連接，而用汽車底盤、發動機等金屬車體作為另一公用導線。由於單線制節約導線、線路清晰、安裝和檢修方便，且電器也不需要與車體絕緣，因此現代汽車均采用單線制，但在個別情況下有時也采用雙線制。
4） 負極搭鐵
采用單線制時，將蓄電池的一個電極用導線連接到發動機或底盤等金屬車體上。若蓄電池的負極連接到金屬車體上，稱為負極搭鐵； 反之，若蓄電池的正極連接到金屬車體上，稱為正極搭鐵。按照行業標準《機動車及內燃機電氣設備基本技術條件》（JB/T 6697—2006）的規定，汽車電繫統一定為負極搭鐵。目前世界各國生產的汽車也大多采用負極搭鐵方式。
5） 並聯連接
汽車上的各種用電設備都采用並聯方式與電源連接，每個用電設備都由各自串聯在其支路中的專用開關控制，互不產生干擾。
汽車領域的競爭是汽車電子技術的競爭，隨著汽車電器與電子控制繫統在汽車上的應用日益廣泛，熟悉和掌握有關汽車電器與電子控制繫統的結構、原理和使用維修等方面的知識，對於汽車類工程技術人員越來越重要。