汽車結(jié)構(gòu)中的電子控制電路分析

◆文/江蘇 高月鵬 張湘衡

隨著汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車結(jié)構(gòu)中使用了大量的電子技術(shù)、電控技術(shù)，因此汽車電器維修工已不復(fù)存在，現(xiàn)在是機(jī)電一體化，維修人員不設(shè)專職汽車電器維修工，但汽車機(jī)修人員必須掌握電器維修技能才能勝任汽車的維修工作。下面對(duì)一些汽車結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析以期對(duì)維修人員有所幫助。

一、電動(dòng)括水器及其控制系統(tǒng)

設(shè)置風(fēng)窗玻璃刮水器是為了提高在雨天和雪天行駛時(shí)駕駛員的能見度。刮水器分為真空式、氣動(dòng)式和電動(dòng)式三種。氣動(dòng)式只適合于具有壓縮空氣氣源的汽車，但電動(dòng)式刮水器應(yīng)用很廣泛。下面介紹電動(dòng)刮水器的基本知識(shí)。

1.電動(dòng)括水器結(jié)構(gòu)及其工作原理

電動(dòng)刮水器如圖1所示。電動(dòng)機(jī)11旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過蝸桿蝸輪減速與蝸輪上相連的拉桿8作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過拉桿7、3和擺桿2、4、6帶動(dòng)左右兩刷架桿1、5作往復(fù)擺動(dòng)，帶動(dòng)橡皮刷刷去風(fēng)窗玻璃上的雨水和其他雜質(zhì)。

圖1 電動(dòng)刮水器

電動(dòng)刮水器的電動(dòng)機(jī)的磁極為鐵氧體永久磁鐵，鐵氧體具有陶瓷的脆性、硬性和不耐沖擊的特點(diǎn)，但它不易退磁且價(jià)廉，所以在汽車上使用廣泛。此外，為了不讓駕駛員的視線受到影響，通常會(huì)要求刮水器自動(dòng)復(fù)位，即任何時(shí)候切斷電源，刮水器的橡皮刷都能自動(dòng)停在風(fēng)窗玻璃的下部。刮水器自動(dòng)復(fù)位裝置示意圖如圖2所示。

圖2 刮水器自動(dòng)復(fù)位裝置示意圖

當(dāng)刮水器開關(guān)推到“0”擋停止時(shí)，如果刮水器橡皮沒有停止到規(guī)定位置，由于觸點(diǎn)與銅環(huán)9接觸，電流會(huì)繼續(xù)流入電樞，其電路為蓄電池正極→開關(guān)→熔斷絲→電刷→電樞線組→電刷B1→接線柱②→接觸片→接線柱①→觸點(diǎn)臂5→銅環(huán)9→搭鐵→蓄電池負(fù)極，形成回路，電機(jī)以低速運(yùn)轉(zhuǎn)直至蝸輪旋轉(zhuǎn)到特定位置，橡皮刷復(fù)位到風(fēng)窗玻璃下部。

從電動(dòng)刮水器的結(jié)構(gòu)中分析，其主要的功能都集中在電動(dòng)機(jī)和蝸輪、蝸桿的結(jié)構(gòu)中。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，除了原來(lái)汽車鈑金工修理的部分外，其相關(guān)電路部分都可視為常用電路的工作原理，其他主要故障都為常見電路故障。

二、風(fēng)窗玻璃洗滌器

為了消除附在玻璃上的灰塵、臟物，汽車上常安裝風(fēng)窗玻璃洗滌器，并與刮水器配合，保持駕駛員的良好視線。風(fēng)窗玻璃洗滌器如圖3所示。

圖3 風(fēng)窗玻璃洗滌器

電動(dòng)泵由永磁直流電動(dòng)機(jī)和離心式葉片泵組成一體，噴射壓力約為70～88kPa。噴嘴位置在風(fēng)窗玻璃下方，它的噴嘴方向可以調(diào)整以保證水噴出后位置適當(dāng)。電動(dòng)泵連續(xù)工作時(shí)間一般不超過1min，且應(yīng)先開動(dòng)電動(dòng)泵，后開動(dòng)刮水器。在噴水停止以后，刮水器應(yīng)繼續(xù)刮3～5次，這樣才能有最好的洗滌效果，所以洗滌器的電路一般都是與刮水器開關(guān)聯(lián)合工作的。

汽車電動(dòng)刮水器和風(fēng)窗玻璃洗滌器結(jié)構(gòu)中，汽車電動(dòng)刮水器主要是電動(dòng)機(jī)的功能，其他都是輔助構(gòu)件，從刮水器自動(dòng)復(fù)位裝置示意圖中可以看出其刮水器快速、慢速、旋轉(zhuǎn)復(fù)位等功能都是電動(dòng)機(jī)及其組件完成。所以電動(dòng)刮水器的修理可以說主要是電動(dòng)機(jī)的檢查與修理，其他都是電路連接或者是機(jī)械故障。風(fēng)窗玻璃洗滌器更為簡(jiǎn)單，除了電動(dòng)泵以外都是管路連接問題。

汽車使用的電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)泵都是精密機(jī)械制造，這些構(gòu)件都有很高的制造精度，其使用壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出這些系統(tǒng)中的其他構(gòu)件，也不容易損壞，在這些構(gòu)件的修理時(shí)筆者推薦使用萬(wàn)用表。

三、萬(wàn)用表的結(jié)構(gòu)組成及使用方法

維修電器的人員可能經(jīng)常用到萬(wàn)用表，萬(wàn)用表主要由指示部分、測(cè)量電路和轉(zhuǎn)換裝置三部分組成，如圖4所示。指示部分通常為微安表，一般稱作表頭；測(cè)量部分通常包括分流電路、分壓電路和整流電路；不同種類電量的測(cè)量及量程的選擇是通過轉(zhuǎn)換裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

汽車結(jié)構(gòu)中的汽車電路一般都是直流電，是由汽車蓄電池提供，所以萬(wàn)用表只要選擇在直流擋不動(dòng)就可以了。

圖4 萬(wàn)用表

1.萬(wàn)用表的結(jié)構(gòu)組成

(1)表頭

表頭上的表盤印有很多刻度線和數(shù)值。維修人員只要選符號(hào)“－”或“DC”(直流)即可，刻度線下的幾行數(shù)字是與選擇開關(guān)的不同擋位相對(duì)應(yīng)的刻度值。

(2)選擇開關(guān)

萬(wàn)用表的選擇開關(guān)是用來(lái)選擇測(cè)量項(xiàng)目和量程。一般萬(wàn)用表測(cè)量項(xiàng)目包括：測(cè)電容、測(cè)電阻、直流電流、交流電流等。每個(gè)測(cè)量項(xiàng)目又劃分為幾個(gè)不同的量程以供選擇。

(3)表筆和表筆插孔

表筆分為紅、黑兩支。使用時(shí)應(yīng)將紅色表筆插入標(biāo)有“+”號(hào)的插孔，黑色表筆插入標(biāo)有“－”號(hào)的插孔。

(4)數(shù)字式表頭

數(shù)字萬(wàn)用表的表頭一般由一只A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換芯片、外圍元件及液晶顯示器組成，萬(wàn)用表的精度受表頭的影響，萬(wàn)用表由于A/D芯片轉(zhuǎn)換出來(lái)的數(shù)字，一般也稱為31/2位數(shù)字萬(wàn)用表，41/2位數(shù)字萬(wàn)用表等。

2.萬(wàn)用表的使用方法

(1)插孔和轉(zhuǎn)換開關(guān)的使用

汽車維修人員只要確定汽車的常用電流和電壓的范圍，將其固定在低壓直流擋就可以了。另外，測(cè)量電壓時(shí)不可用測(cè)量電流或測(cè)量電阻的擋位去測(cè)量，如果用直流電流或電阻去測(cè)量220V的交流電壓，萬(wàn)用表會(huì)立刻被燒壞。

(2)測(cè)試表筆的使用

萬(wàn)用表有紅，黑筆兩支，需正確使用。如果位置接反、接錯(cuò)，測(cè)試結(jié)果會(huì)出現(xiàn)誤差，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)驯眍^燒壞。一般紅表筆為“+”，黑筆為“-”。表筆插入萬(wàn)用表插孔時(shí)一定要嚴(yán)格按顏色和正負(fù)插入。測(cè)直流電壓或直流電流時(shí)一定要注意正負(fù)極性；沒有電流時(shí)，表筆與電路串聯(lián)；測(cè)電壓時(shí)，表筆與電路并聯(lián)。

(3)如何正確讀數(shù)

萬(wàn)用表使用前應(yīng)檢查指針是否在零位上，如不指零位，可調(diào)正表蓋上的機(jī)械調(diào)節(jié)器，調(diào)至零位。萬(wàn)用表有多條標(biāo)尺，讀數(shù)時(shí)切記不能出錯(cuò)。

(4)測(cè)量線路

測(cè)量線路是用來(lái)把各種被測(cè)量轉(zhuǎn)換到適合表頭測(cè)量的微小直流電流的電路，它由電阻、半導(dǎo)體元件及電池組成它能將各種不同的被測(cè)量(如電流、電壓、電阻等)、不同的量程，經(jīng)過一系列的處理(如整流、分流、分壓等)統(tǒng)一變成一定量限的微小直流電流送入表頭進(jìn)行測(cè)量。

(5)萬(wàn)用表使用注意事項(xiàng)

①在使用萬(wàn)用表之前，應(yīng)先進(jìn)行“機(jī)械調(diào)零”，即在沒有被測(cè)電量時(shí)使萬(wàn)用表指針指在零電壓或零電流的位置上。

②萬(wàn)能表表筆有一部分是金屬部分，使用時(shí)注意不要碰到，這樣在測(cè)量時(shí)較為準(zhǔn)確，而且也可以保證人身安全。

③在測(cè)量某一電量時(shí)，不能在測(cè)量的同時(shí)換擋，尤其是在測(cè)量高電壓或大電流時(shí)，更應(yīng)注意。否則會(huì)使萬(wàn)用表毀壞。如需換擋，應(yīng)先斷開表筆換擋后再去測(cè)量。

④使用萬(wàn)用表時(shí)必須水平放置，否則容易出現(xiàn)誤差。同時(shí)還要注意避免外界磁場(chǎng)對(duì)萬(wàn)用表造成干擾。

⑤萬(wàn)用表使用結(jié)束后，應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交流電壓的最大擋。另外，如果長(zhǎng)期內(nèi)不打算使用萬(wàn)用表可以將電池取出，以免電池腐蝕萬(wàn)用表相關(guān)器件。

汽車維修在使用萬(wàn)能表時(shí)簡(jiǎn)單很多，這是因?yàn)槠嚹骋粯?gòu)件電路簡(jiǎn)單，電路回路采用的是汽車車身金屬車架，容易檢查，且汽車電路都是直流電流，又都是低電流、低電壓。

四、座椅安全帶

汽車上的安全帶裝置采用的是電子控制技術(shù)。座椅安全帶是保護(hù)駕駛員和乘客的安全裝置，當(dāng)汽車遇到意外情況緊急剎車時(shí)，安全帶可以避免駕駛員和乘客往前沖，從而在一定程度上可以起到保護(hù)駕駛員和乘客的作用。通常，座椅安全帶和座椅安全帶聯(lián)鎖裝置一起使用，這種裝置用計(jì)算機(jī)控制，它控制駕駛員只有系好安全帶之后才能啟動(dòng)汽車，否則，計(jì)算機(jī)里的邏輯電路就會(huì)拒絕駕駛員啟動(dòng)汽車。

1.電動(dòng)式自動(dòng)安全帶結(jié)構(gòu)

電機(jī)式自動(dòng)安全帶裝置的整體結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。肩帶由位于座位之間的收緊器引出，安全帶搭鉤由車廂頂側(cè)導(dǎo)軌滑塊固定。該滑塊與驅(qū)動(dòng)皮帶連接。驅(qū)動(dòng)皮帶由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的鏈輪驅(qū)動(dòng)，滑塊沿著導(dǎo)軌作前后方向移動(dòng)。

圖5 電機(jī)式自動(dòng)安全帶

2.座椅安全帶的工作原理

電動(dòng)式自動(dòng)安全帶的工作過程邏輯框圖如圖6(a)所示，控制邏輯的時(shí)間表如圖6(b)所示。驅(qū)動(dòng)滑塊的電機(jī)利用A、B繼電器變換極性，使電流向圖中所示箭頭方向移動(dòng)。當(dāng)關(guān)閉車門時(shí)，把系帶極限開關(guān)閉合時(shí)，解帶極限開關(guān)接地。當(dāng)處于解帶狀態(tài)時(shí)，亦即滑塊到達(dá)導(dǎo)軌前方終端時(shí)，解帶極限開關(guān)斷開，其他位置時(shí)則閉合。系帶終了時(shí)，即滑塊到達(dá)導(dǎo)軌的后方終端時(shí)，系帶極限開關(guān)斷開，其他位置則閉合。

(1)乘車時(shí)

乘員進(jìn)入車輛前，滑塊處于解除終了狀態(tài)。所以各開關(guān)及繼電器的連接關(guān)系，如圖6所示。在位置①時(shí)，車門開啟，乘車后則門關(guān)閉。車門開關(guān)閉合，電機(jī)運(yùn)動(dòng)不變化。在位置②時(shí)，點(diǎn)火開關(guān)接通，TRB→繼電器B→系帶極限開關(guān)→車門關(guān)閉觸點(diǎn)的回路，電機(jī)向系帶側(cè)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)滑塊移動(dòng)到位置③時(shí)，解帶極限接通，移動(dòng)到系帶終了位置④時(shí)，系帶極限開關(guān)斷開，電機(jī)停轉(zhuǎn)。

(2)下車時(shí)

當(dāng)乘員下車時(shí)，車門打開(即位置⑤)時(shí)，則TRA →繼電器B→解帶限制開關(guān) →車門關(guān)閉觸點(diǎn)的回路，電機(jī)向解帶則運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)滑塊向前方移動(dòng)時(shí)，系帶開關(guān)接通，移動(dòng)到解帶終了位置⑦時(shí)，解帶極限開關(guān)斷開，電機(jī)停轉(zhuǎn)。這時(shí)，即使點(diǎn)火開關(guān)斷開，也進(jìn)行相同運(yùn)動(dòng)。

本文介紹的汽車結(jié)構(gòu)是汽車維修人員在修復(fù)損壞時(shí)常遇到的汽車結(jié)構(gòu)與汽車電子技術(shù)相結(jié)合汽車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。分析這些汽車結(jié)構(gòu)，其具有自動(dòng)控制的構(gòu)件只限于一兩個(gè)構(gòu)件，其他汽車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)仍然是常規(guī)汽車電路的特點(diǎn)，所以只要能熟悉一下萬(wàn)用表的操作方法都能解決汽車修理中的這些相關(guān)問題。

圖6 自動(dòng)安全帶控制邏輯