汽車起動(dòng)系統(tǒng)電氣簡(jiǎn)圖識(shí)讀與研究

摘要：文章對(duì)汽車起動(dòng)系統(tǒng)電氣簡(jiǎn)圖及其電路元件的功能進(jìn)行了深入的探討，主要涉及蓄電池、起動(dòng)機(jī)、點(diǎn)火開關(guān)、點(diǎn)火線圈以及燃油泵等元件的識(shí)讀和連接。通過對(duì)電流路徑流向等方面進(jìn)行分析，強(qiáng)調(diào)電路圖對(duì)于故障診斷與系統(tǒng)優(yōu)化的重要意義。然后提出了以提高系統(tǒng)可靠性，減少能耗為目標(biāo)，采用新技術(shù)來增強(qiáng)性能的汽車起動(dòng)系統(tǒng)改進(jìn)與優(yōu)化的系列措施。這些措施在強(qiáng)化汽車起動(dòng)性能的同時(shí)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)與布置提供新思路。

關(guān)鍵詞：汽車起動(dòng)系統(tǒng)；電氣簡(jiǎn)圖；電路元件

引言

在汽車工業(yè)飛速發(fā)展的今天，汽車起動(dòng)系統(tǒng)性能的好壞對(duì)于整車可靠性以及用戶體驗(yàn)都具有直接的影響。電氣簡(jiǎn)圖是揭示系統(tǒng)工作原理及各部件之間聯(lián)系的一種圖紙，對(duì)技術(shù)人員來說它既是辨識(shí)、檢修及優(yōu)化系統(tǒng)的依據(jù)，也是促進(jìn)汽車起動(dòng)性能提高的關(guān)鍵所在。本研究之目的在于透過深入分析汽車起動(dòng)系統(tǒng)之電氣簡(jiǎn)圖，辨識(shí)主要元件及元件間的關(guān)系，并討論其電路路徑與相關(guān)之控制及保護(hù)機(jī)制，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)汽車起動(dòng)系統(tǒng)提出了一系列完善策略。

一、汽車起動(dòng)系統(tǒng)電氣簡(jiǎn)圖的作用

汽車起動(dòng)系統(tǒng)電氣簡(jiǎn)圖采用圖形化表示法準(zhǔn)確顯示起動(dòng)系統(tǒng)各電氣組件布置及互連關(guān)系。對(duì)于技術(shù)專家而言，這份圖紙是必要的，因?yàn)樗鼮闄z測(cè)、保養(yǎng)和維修工作提供了明確的方向。簡(jiǎn)圖中的符號(hào)與連線既揭示出電氣元件間的物理聯(lián)系，又體現(xiàn)出電流的邏輯流動(dòng)路徑，從而使技術(shù)人員可以對(duì)電路功能狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)與校驗(yàn)而無需拆除實(shí)體部件。從電氣簡(jiǎn)圖中維修人員可快速地對(duì)故障進(jìn)行定位，如判斷蓄電池接得對(duì)不對(duì)、起動(dòng)機(jī)與點(diǎn)火系統(tǒng)接觸好不好等等。如圖1 所示

二、汽車起動(dòng)系統(tǒng)電氣簡(jiǎn)圖電路元件識(shí)讀

（一）蓄電池（蓄電池）及其連接

汽車起動(dòng)系統(tǒng)電氣簡(jiǎn)圖以蓄電池為核心能源，一般以長(zhǎng)方形符號(hào)來表達(dá)，其內(nèi)有正負(fù)極標(biāo)志。它擔(dān)負(fù)著向起動(dòng)機(jī)供給所需的高電流和引擎點(diǎn)火時(shí)給整個(gè)電氣系統(tǒng)提供電力的任務(wù)。蓄電池連接非常關(guān)鍵，一般都是用粗電纜與起動(dòng)機(jī)直接相連，這樣才能保證電流傳輸效率高、損耗小。簡(jiǎn)圖將說明由蓄電池正極所引的線一般都要穿過主熔斷器并在系統(tǒng)過載情況下避免蓄電池?fù)p壞。而且蓄電池負(fù)極一般都是用一根線接地以保證電路關(guān)閉。

（二）起動(dòng)機(jī)及其連接

在簡(jiǎn)圖中，起動(dòng)機(jī)被用一個(gè)圓形標(biāo)志和其內(nèi)部的電子結(jié)構(gòu)來表示，這是起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的關(guān)鍵組件。其連接設(shè)計(jì)確保能夠接收來自蓄電池的大量電流。從簡(jiǎn)圖中可以看出起動(dòng)機(jī)兩頭連接——一頭接蓄電池正極、一頭接接地端，一般接在汽車底盤上。在某些電氣簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)中，起動(dòng)機(jī)是與一個(gè)起動(dòng)繼電器連接的，這樣設(shè)計(jì)的目的是為了防止點(diǎn)火開關(guān)承受過大的電流負(fù)擔(dān)。

（三）點(diǎn)火開關(guān)及其連接

點(diǎn)火開關(guān)是起動(dòng)系統(tǒng)的用戶界面，通常用一個(gè)開關(guān)符號(hào)來表示，它控制著車輛電路的開啟和關(guān)閉。電氣簡(jiǎn)圖上，點(diǎn)火開關(guān)連接表明其是連接蓄電池、起動(dòng)繼電器及點(diǎn)火線圈的橋梁。旋轉(zhuǎn)鑰匙到達(dá)起動(dòng)位置后，點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉電路使電流流進(jìn)起動(dòng)機(jī)。這一過程，簡(jiǎn)圖中顯示了由蓄電池經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)伸入起動(dòng)機(jī)中的路線。

（四）點(diǎn)火線圈及其連接

點(diǎn)火線圈一般以簡(jiǎn)圖上的線圈符號(hào)表示，是把蓄電池低電壓變換成能點(diǎn)燃燃料混合氣高電壓關(guān)鍵組件。簡(jiǎn)圖披露點(diǎn)火線圈輸入端與點(diǎn)火開關(guān)相連，輸出端與分電器相連或直接與火花塞相連。該連接保證高電壓僅在點(diǎn)火開關(guān)起動(dòng)的情況下才能送到火花塞上。

（五）燃油泵及其連接

燃油泵作為汽車燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的一部分，簡(jiǎn)圖中一般都有泵的標(biāo)志。燃油泵擔(dān)負(fù)著油箱向發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)輸送燃油。電氣簡(jiǎn)圖上，燃油泵電氣連接表現(xiàn)為蓄電池與燃油泵之間的回路，一般含有繼電器，繼電器受點(diǎn)火開關(guān)的控制來保證燃油泵僅在發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)下工作才能正常。該設(shè)計(jì)避免能源無謂浪費(fèi)，提高系統(tǒng)安全。

三、汽車起動(dòng)系統(tǒng)電氣簡(jiǎn)圖電路路徑識(shí)讀

（一）電流路徑的流動(dòng)方向

在汽車起動(dòng)系統(tǒng)的電氣簡(jiǎn)圖中，電流路徑的流動(dòng)方向是根據(jù)電路的設(shè)計(jì)來確定的，標(biāo)志性的箭頭表示電流從一點(diǎn)流向另一點(diǎn)的方向。一般情況下，電流從蓄電池正極開始，在此處存儲(chǔ)著起動(dòng)過程中需要的全部電能。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)，電流將流過主熔斷器及繼電器并最后達(dá)到起動(dòng)機(jī)。在這一流程中，簡(jiǎn)圖展示了連接線的不同粗細(xì)，并揭示了電流通過的主要路徑和分支路徑，這些路徑連接到各種輔助組件，例如點(diǎn)火線圈、燃油泵和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。

（二）電路中的開關(guān)和控制裝置

在電氣簡(jiǎn)圖上，開關(guān)與控制裝置構(gòu)成了操縱電路內(nèi)電流流向的關(guān)鍵元件。點(diǎn)火開關(guān)就是最為直觀的控制裝置之一，通過點(diǎn)火開關(guān)，司機(jī)可控制電流向起動(dòng)機(jī)方向流動(dòng)，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)或者斷電。除了傳統(tǒng)的點(diǎn)火開關(guān)，還存在許多其他種類的繼電器和傳感器，它們能夠根據(jù)各種不同的操作環(huán)境來調(diào)控電流的分布和方向。這些控制裝置用簡(jiǎn)圖中的不同符號(hào)來表達(dá)，其連接線顯示出電流是如何在各種車輛狀態(tài)下導(dǎo)通、切換以保證系統(tǒng)靈活、反應(yīng)良好。

（三）電路中的保護(hù)裝置

電氣簡(jiǎn)圖中的保護(hù)裝置對(duì)于保證車輛電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。這些保護(hù)裝置以主熔斷器及各種次級(jí)熔斷器為代表，其功能是當(dāng)線路過載或者短路時(shí)會(huì)將電流斷開，以免損壞蓄電池等電氣部件。在簡(jiǎn)圖上，這些熔斷器通常用矩形符號(hào)來表示，并且它們的內(nèi)部通常會(huì)有一個(gè)代表熔斷絲的斷線。除此之外，簡(jiǎn)圖還能展示其他的保護(hù)設(shè)備，例如熱敏電阻和電流限制器，它們可以在特定的條件下調(diào)整電阻值，以控制電流的大小，從而提供過載保護(hù)。

（四）電路中的控制信號(hào)傳輸路徑

控制信號(hào)傳輸路徑作為電氣簡(jiǎn)圖必不可少的環(huán)節(jié)，關(guān)系到起動(dòng)系統(tǒng)信息交流的高效與準(zhǔn)確。簡(jiǎn)圖上，這些路徑通常由較細(xì)的線條代表，顯示了從傳感器到控制單元（如ECU）的信號(hào)流向，以及控制單元到執(zhí)行元件的命令流向。傳感器所采集的數(shù)據(jù)，如發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和溫度等，會(huì)通過特定的路徑發(fā)送給ECU。ECU 在處理這些數(shù)據(jù)后，會(huì)根據(jù)控制信號(hào)的路徑向起動(dòng)機(jī)、燃油泵等設(shè)備發(fā)送命令。

四、汽車起動(dòng)系統(tǒng)電氣簡(jiǎn)圖改進(jìn)與優(yōu)化研究

（一）提高起動(dòng)系統(tǒng)的可靠性

研究汽車起動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，提高可靠性處于第一位。保持電路完整，確保每一次起動(dòng)能夠平穩(wěn)進(jìn)行，這不僅與駕駛體驗(yàn)有關(guān)，還會(huì)對(duì)整車使用壽命造成影響。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的備份能力并提高其可靠性，研究人員在電路設(shè)計(jì)中增加了冗余元素，例如采用雙電源系統(tǒng)或雙起動(dòng)機(jī)的配置方式。另外，在連接件及導(dǎo)線的選材上，使用耐高溫耐腐蝕的新型合金或者復(fù)合材料可降低環(huán)境因素對(duì)線路的影響。加之在起動(dòng)機(jī)及相關(guān)控制模塊中采用故障診斷技術(shù)，可以做到對(duì)故障及早發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，保障汽車可靠起動(dòng)。

（二）降低起動(dòng)系統(tǒng)的能耗

減少起動(dòng)系統(tǒng)能耗，對(duì)改善燃油經(jīng)濟(jì)性，減少碳排放有著重要意義。研究指出：優(yōu)化電動(dòng)機(jī)效率，降低能量在輸送過程中損耗是達(dá)到此目的的關(guān)鍵。采用高效率電動(dòng)機(jī)，較準(zhǔn)確的控制策略，可以降低起動(dòng)時(shí)不必要的能量消耗。在電路的設(shè)計(jì)過程中，利用高導(dǎo)電性的材料來降低電阻，并結(jié)合更為智能化的電流管理系統(tǒng)，例如動(dòng)態(tài)電流調(diào)整技術(shù)，都可以顯著地降低能量的損失。研究起動(dòng)策略，例如啟停技術(shù)的運(yùn)用，可以在不損害發(fā)動(dòng)機(jī)性能的情況下，降低起動(dòng)過程中的額外能源消耗。

（三）優(yōu)化起動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和布局

起動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與布局優(yōu)化可增強(qiáng)整體性能、降低潛在故障點(diǎn)。研究表明：采用模塊化設(shè)計(jì)對(duì)起動(dòng)系統(tǒng)各部件進(jìn)行集成化布局既減少了零件數(shù)量又減輕了整體質(zhì)量，提高了裝配效率。在進(jìn)行布局優(yōu)化時(shí)，也需要考慮電磁兼容性的因素，以確保電磁干擾降至最低，從而避免對(duì)車輛的其他電子系統(tǒng)造成不良影響。通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)來模擬電路布局，我們能夠在設(shè)計(jì)初期預(yù)見并解決可能出現(xiàn)的問題，進(jìn)而對(duì)整個(gè)起動(dòng)系統(tǒng)的布局進(jìn)行優(yōu)化。

結(jié)論

綜上所述，汽車起動(dòng)系統(tǒng)的電氣簡(jiǎn)圖不僅是理解該系統(tǒng)運(yùn)作的框架，也是診斷問題和實(shí)施改進(jìn)的基石。從電路元件的準(zhǔn)確識(shí)讀到電流路徑的流動(dòng)分析，以及系統(tǒng)可靠性和能耗的優(yōu)化，都離不開對(duì)電氣簡(jiǎn)圖的深入研究。在不斷進(jìn)步的科技背景下，不斷的技術(shù)創(chuàng)新將使汽車起動(dòng)系統(tǒng)更加高效、可靠，最終推動(dòng)整個(gè)汽車工業(yè)的發(fā)展。

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