帕沙特整车电器教学实验台设计说明书

帕沙特整车电器教学实验台设计说明书

1 绪论

1.1 设计的目的及意义

近年来，由于机电一体化技术在汽车上的运用，大量新型电子设备的在汽车上的发展与完善，使汽车技术性能达到了空前完善的程度，汽车的动力性、经济性、排放性、舒适性、安全性、制动性、驾驶性都达到了前所未有的水平，也使得汽车检测与维修的概念、方式发生了根本性的变化，这就对当代汽修人员提出了更高的要求。为了适应当前日益迅猛发展的汽车工业，针对当前各职业学校对汽车新技术方面教学设施的需求，我们采用了大众PASSAT这款车的整车电器系统制作实验台，对其车上各个电器设备进行系统直观的研究。此实验台能够更好地改善教学手段，提高教学效率；使学习者对比较枯燥的汽车教学提高了学习兴趣，在掌握新技术的同时也增强近些了学习者的实际操作水平和故障排除能力，以便于学生更加直观地了解和学习新的汽车技术，适用于大中专、职业技术学校及汽车运用技术考核站等单位开展技能培训和考核，能满足从初级工至技师不同层次的需要，是现代试训室更新、改造、扩建所必需的装备。

汽车电器设备在汽车工业中发挥了极其重要的作用，并将继续发挥其应有的作用。基础电器设备将继续向高品质、提高性能的方向发展，辅助电器的种类也将得到进一步的扩展。而本实验台就是利用通过对现有汽车电器设备的研究与改进来帮助我们实现目标。

1.2 国内外的设计现状

目前汽车实验台的研制开发主要是公司企业，例如太原艾逖公司、苏州捷维公司等，制作的实验台价格较为昂贵，原材料选用较为低廉，教学试用性较低。产品多为上海大众系列（桑塔纳、帕萨特），丰田系列（佳美、卡罗拉、凌志）。其中苏州捷维公司将PASSAT轿车改制加设故障开关，模拟故障现象，在故障开关位于ON位置时为正常，但是实现故障现象较少，汽车电器随工况变化较大，主要部件的工作情况仍不

能被清楚地观察到。将PASSAT的电器从整车上独立出来进行研究的试验台在国内相对较少，尤其是应用于大中专、职业技术学校等技能学校进行教学的实验台。

因此通过PASSAT整车电器故障实验台深入了解PASSAT上各个电器设备的工作原理与工作过程，熟悉PASSAT上各个电器的常见故障与诊断方法，可帮助我们降低汽车发生故障的概率，给人们的驾驶提供更加安全的保障，同时也可以提高我们对PASSAT电子产品的研究。

1.3 本设计的主要工作

根据我国职业教育的发展现状，以及汽车行业的需求情况，确定以大众帕萨特领驭车身电器为实验台的设计对象，即设计帕萨特领驭车身电器实验台。帕萨特领驭是大众车系中较为典型的一款车型，同样领驭汽车车身电器也具有广泛的代表性。

本设计所进行的主要工作：首先设计出了车身电器实验台的实验面板，并选择了与车身电器匹配的大容量蓄电池，接着设计了帕萨特领驭车身电器实验台的面板电路，将各种照明及信号系统实物，车门闭锁器，雨刮电机，电动摇窗机电机，电动后视镜等合理的布置在实验台面板上，然后根据现实中的常发故障在实验台面板电路图上设置了相关的故障检测点，选配实验台面板上仪表的稳压电源。根据以上所设计的内容设计出实验台内部控制电路，最后进行实验台的故障诊断与排除。

设计流程如下图1-1所示。

2 帕萨特领驭车身电器的组成和作用

2.1 汽车照明与信号系统

2.1.1 照明及灯光信号的种类和用途

为了方便汽车行驶，保证行车安全，在汽车上都装有多种照明及信号设备。对汽车照明及信号系统的要求日趋完备、可靠、实用、美观，同时还要结构合理，经济耐用，保修方便。

汽车照明系统及信号装置构成了汽车电系中一个独立电路系统。一般轿车上有15-25个外部照明灯和约40多个内部照明灯（如图2-1）。这就说明该系统在现代汽车上的重要作用[1]。

图2-1 照明及信号装置

外部照明灯主要有前照灯、防雾灯、牌照灯、倒车灯、尾灯等；内部照明灯主要有仪表照明灯、阅读灯、顶灯等。在所有照明装置中，前照灯是最重要的照明装置。

为使汽车外形美观，目前各种汽车普遍采用组合式外部照明灯。对于该系统的灯光控制，随着汽车电子技术的蓬勃发展，现已越来越多地采用了电子控制装置[2]。

1.前照灯。前照灯又称大灯或头灯，是照明汽车前方道路的主要灯具（如图2-2）。每辆车上装2只或4只，功率为20-40W。现代汽车均向4灯制发展。

前照灯的照明要求：

（1）前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明，看清车前100m以内路面上的任何

障碍物，有些汽车的前照灯照明距离已达到200～250m。

（2）应具有防止眩目的装置，确保夜间两车迎面相遇时，不使对方驾驶员因产生眩目而造成事故[3]。

图2-2 前照大灯

2.小灯。小灯又称示廓灯、停车灯或示位灯。它装在汽车前后两侧边缘的四角上。主要用途是汽车夜间行车或停车时，标示其轮廓和存在，同时还用于城市夜间行车以及会车时的照明。前小灯的灯光为白色或橙色，后小灯为红色，功率一般为10W左右。

3.转弯照明灯。转弯照明灯，就是在汽车转弯方向上提供附加照明，辅助前照灯的照明灯。此灯与转向系统联动，但不闪烁。汽车转弯时，相应的转弯照明灯，就可以对前照灯照射不到或亮度不足的地方补充照明，从而提高夜间行车的安全性[4]。

4.转向信号灯。转向信号灯又称方向指示灯，简称转向灯。安装在汽车的前后左右四角，有独立式、一灯两用式和组合式。

汽车转向灯的闪烁是通过闪光器来实现的，通常按照结构的不同和工作原理分为电热丝式、电容式、翼片式、水银式、晶体管式、集成电路式等。

电热式闪光器如下图2-3所示：

转向信号灯的作用是在汽车转弯时，发出明暗交替的闪光信号，使前后车辆、行人、交通警知其行驶方向，转向灯的灯光为橙色，后转向灯也可以为红色，灯泡的功率一般不小于20W。

对转向灯光的射角范围，国家标准有明确要求，即偏离灯具轴线左、右5度时，可指示35m以外的距离；当偏角为30度时，则应指示10m以外的距离[5]。

图2-3 电热式闪光器

5.尾灯。尾灯又称后灯，装在汽车后面。目前各类车型均向组合式发展。后灯的作用是夜间行驶时，向车后发出灯光信号，使尾随的车辆、行人知晓。后灯的灯光多为红色，功率为8-10W。组合式采用双丝灯泡，一根为大电流灯丝，电流约为2.1A，发光强度32cd，用于转向和制动信号；另一根为小电流灯丝，电流为600mA，发光强度为3cd，用作停车灯和尾灯。

6.雾灯。雾灯每车装一只或两只，雨、雾天气用来照明，安装位置较低，一般离地面约50cm左右。雾灯灯光一律规定为黄色，因为黄色光线波长较大，有良好的透雾性能。灯泡功率为35W[6]。

7.制动灯。制动灯又称制动信号灯，俗称“刹车灯”。均安装在汽车后面，多采用组合式灯具。

制动灯的用途是在汽车制动停车或减速行驶时，向车后发出灯光信号，以警告尾随的车辆或行人。制动灯规定为显目的红色光，国家标准要求该灯在夜间明显照亮100m以外的距离。光束射角在水平面应轴线左、右各45度，垂直面为上、下各15度。灯泡功率应在20W以上[7]。

8.倒车灯。汽车倒车灯有两个作用，一是向其他车辆和行人发出倒车警告（有的还加上倒车蜂鸣器）；二是提供夜间倒车时照明，避免撞车。

9.牌照灯。牌照灯一律安装在汽车尾部的牌照上方。其用途是夜间照明汽车牌照。

牌照灯的标准要求光束不应外射，保证在25m能认清牌照上的号码。牌照灯也有组合

式和独立式两种，灯光为白色，功率为5-15W[8]。

10.仪表灯。仪表灯均安装在汽车仪表板上，一般采用表壳式或罩壳式灯具（如图2-4）。

图2-4 仪表灯、警告灯、监视灯（指示灯）

仪表灯仅用于照亮仪表，灯光均为白色，一般使用2-8 W的小灯泡。

11.顶灯。顶灯装在车厢或驾驶室内顶部，作为内部照明用。顶灯灯光为白色，多为白炽灯，有向黄光灯发展的趋势。功率为5-8 W[9]。

12.指示灯。指示灯的用途是指有关照明，灯光信号，工作系统的技术状况，并对异常情况发出报警灯光信号。均装在仪表板上。指示灯的灯光为红色、绿色或黄色，灯泡一般为2W的白炽灯。通常要求必须具备前照灯的远光指示灯、转向指示灯等。现代汽车还有充电指示灯、低气压报警灯、低油压报警灯、水温过高报警灯、燃油存量过少报警灯等[10]。

除以上所述外，现代汽车还有各种特种灯、危险警告灯、踏步灯、壁灯、门灯、阅读灯等。

2.1.2 音响信号

现代汽车上除前述灯光信号之外，还装有音响信号。

电喇叭汽车上都装有喇叭，用以警告行人和车辆，保证行车安全。喇叭按钮发音动力有气动和电动两种。由于电动喇叭能源方便，结构简单、声音洪亮、音质悦耳，故广泛使用于各种类型的车辆[11]。

如图2-5所示：

图2-5 筒形、螺旋形电喇叭

1－扬声器 2－共鸣板3－膜片 4－底板 5－山形铁心6－螺柱 9－弹簧片10－衔铁11－线圈 7、13－调整螺钉 8、14－锁紧螺母 12－锁紧螺母 15－中心杆 16－触点17－电容器 18－导线19－接线柱 20－按钮

由于喇叭电流较大20A，为了保护喇叭开关,采用喇叭继电器（如图2-6）。

图2-4喇叭继电器

图2-6喇叭继电器

2.2 电动中央门锁

现代汽车都安装了中央门锁控制系统，使汽车的使用更方便、更安全。电动中央门锁可实现下列功能：

1.将驾驶员车门锁扣按下时，其他几个车门及行李舱门都自动锁定；如用钥匙锁门，也可同时锁好其他车门和行李舱门。

2.将驾驶员车门锁扣拉起时，其他几个车门及行李舱门都能同时打开，用钥匙开门，也可实现该动作。

3.在车内个别车门需要打开时，可分别拉开各自的锁扣。

电动中央门锁有很多形式，按结构分为双向空气压力泵式和微型直流电动机式两种。帕萨特领驭采用直流电动机式电动中央门锁[12]。

利用控制直流电动机的正反转来实现门锁的开、关动作。直流电动机式电动中央门锁主要由双向电动机、导线、继电器、门锁开关及连杆操纵机构组成（如图2-7）。

图2-7 车门锁总成

2.3 电动摇窗机

目前轿车普遍配装有电动车窗。驾驶员坐在驾驶席上，即可利用控制开关或遥控开关使所有车窗玻璃自动升降，操作简便且有利于行车安全。

电动车窗系统由车窗、车窗玻璃升降器、电动机、继电器、开关等装置组成。

车窗升降器的类型：电动交叉臂式、电动钢丝绳式、电动齿轮式

如图2-8所示电动齿轮式车窗升降器：

图 2-8 电动齿轮式车窗升降器

1-电机钢丝 2-齿轮减速 3-玻璃 4-活动玻璃托架

5-弹簧和钢丝绳组件

电动车窗使用的电动机是双向的，有永磁型和双绕组串励型两种。每个车窗都装有一个电动机，通过开关控制它的旋转方向，使车窗玻璃上升或下降（如图2-9）。

一般电动车窗系统都装有两套控制开关。一套装在驾驶员侧车门扶手上，为主开关，它由驾驶员控制每个车窗的升降。另一套分别装在每个乘客门上，为分开关，由乘客进行操纵。一般在主开关上还装有断路开关，如果它断开，分开关不起作用[13]。