1、知识目标:掌握照明、信号、仪表、报警系统的组成及作用 了解照明、信号、仪表、报警系统的电路原理 汽车照明的发展史大体上经过如下四个阶段：汽车灯具的演变随着汽车光源的更迭而发生。第一代汽车照明系统是由燃料（蜡烛、煤油或乙炔）直接燃烧发光。第二代汽车照明系统是白炽灯。第三代汽车照明系统是气体放电灯（HID具有高发光效率、高亮度和高可靠性等优点。第四代汽车照明系统是半导体发光二极管（LEDLED半导体PN结二极管。使PN结系统受到激发，当一个正向偏压施加于PN结两端时。为了保证汽车夜间行驶的安全，以及提高其行驶速度，在汽车上装有多种照明设备和灯光信号装置，俗称灯系。汽车灯系按其安装位置和用途可分为外
2、部照明装置、内部照明装置和汽车灯光信号装置。由照明设备、电源、线路、继电器和控制开关等组成。其中主要的照明设备如下图所示。汽车的灯光分布图汽车的灯光分布图1 前照灯 前照灯又称大灯或头灯，安装在汽车头部的两侧，用来照亮汽车前方道路的主要灯具。每辆车上装2只或4只。功率为4060W。2 小 灯 小灯又称示廓灯、停车灯或示位灯，后面两个小灯也叫做尾灯。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。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 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50 cm左右雾灯灯光一律
3、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。4 转向灯 转向灯又称方向指示灯，简称转向灯。安装在汽车的前后左右四角，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、行人等知其行驶方向，转向灯的灯光为橙色，灯泡的功率一般不小于20W。5 喇叭 汽车在行驶时，按下喇叭按钮下喇叭就会发出声响，起到警告行人和车辆的作用。6 制动灯 制动灯又称制动信号灯，俗称“刹车灯”。均装在汽车后面。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。制动灯规定为醒目的红色光，国家标准要求该灯在夜间应明显照亮100m以外物体。灯泡功率应在
4、20W以上7 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（有的还加上倒车蜂唑器）；二是提供夜间倒车时照明，避免撞车。8 牌照灯 牌照灯一律装在汽车尾部的牌照上方，其用途是夜间照亮汽车牌照。牌照灯的标准要光束不应外射，保证在25m能认清牌照上的号码。灯光为白色，功率为515W。9 仪表灯 仪表灯均装在汽车仪表板上，一般采用表壳式或罩壳式灯具。仪表灯仅用于照亮仪表，灯光有白色和蓝色等多种，一般使用28W的小灯泡。10 顶 灯 顶灯装在车厢或驾驶室内顶部，作为内部照明用。顶灯灯光为白炽灯。功率为58W。11 指示灯 指示灯的用途是指有关照灯、灯光信号、工作系统的技术状况，并对异常
5、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的灯灯或二极管。现在主要有：远光指示灯、转向指示灯、充电指示灯、低气压报警灯、低油压报警灯、水温过高报警灯及燃油存量过少报警灯1 前照灯的基本要求1）前照灯是用来夜间行车照明前方道路的，因此首先要求前照灯必须具有足够的亮度和照明范围。2）前照灯必须有防止炫目的装置，以免夜间行车时，使对方驾驶员炫目而造成交通事故。2 前照灯的结构和类型前照灯主要由反射镜、配光镜和灯泡组成。（1）反射镜 反射镜材料一般有薄钢板、玻璃、塑料等，其表面形状为旋转抛物面，其作用是把灯丝发出的大部分光线聚合变成平行光束射向前方，使得灯丝的
6、发光强度增强数百倍，从而照亮车辆前方100m甚至更远的路面。（2）配光镜 我们看到的灯泡外面的透明玻璃叫做配光镜，它的作用是将反射镜反射出的平行光束进行折射，使车辆前方附近的路面和路缘都有良好的照明，使照明更加均匀。3 前照灯灯泡类型。如下图（a）（b）所示灯泡灯泡1灯丝灯丝 2、4插口销钉插口销钉 1灯丝灯丝 2、5插口销钉插口销钉3电触点电触点 5玻璃泡玻璃泡 3、4电触点电触点 6玻璃泡玻璃泡1）白炽灯白炽灯是由一根紧密盘卷的螺旋状细钨丝。2）卤素灯卤素灯就是在灯泡内的惰性气体中掺入少量卤族元素。卤素前照灯比传统的白炽前照灯寿命更长，而且发光强度也会比一般灯泡增加25。目前绝大部分汽车都
7、采用了卤素前照灯。白炽灯泡和卤素灯灯泡白炽灯泡和卤素灯灯泡1配光屏；配光屏；2近光灯丝；近光灯丝；3远光灯丝；远光灯丝；4灯壁；灯壁；5定焦盘；定焦盘；6灯头；灯头；7插片插片3）氙气前照灯（下图）氙气前照灯的全称是HID气体放电灯，它所发出的灯光与自然光非常相像。氙气前照灯由弧光灯组件、电子控制器和升压器三部分组成，其结构如下图所示。4 前照灯电路 前照灯电路由车灯开关、变光开关、继电器、前照灯灯泡及连接电线组成。1）车灯开关 现在车灯开关的是组合开关（下图所示）。这种组合开关兼有灯光开关、转向开关和变光开关的作用。2）继电器汽车电路中应用很多，它是一种根据电压信号接通或切断电路的电气元件。
8、继电器按照工作原理可分为电磁继电器和晶体管继电器，其中电磁继电器应用多，下面介绍电磁继电器。四极常开式电磁继电器四极常开式电磁继电器3）前照灯工作原理（下图CA1020电路）小灯也叫示宽灯，也可以被看作是信号系统的一部分，小灯电路一般并联着牌照灯、仪表灯和开关照明灯(下图CA1020电路)。雾灯都是要跟小灯电路串联在一起(下图CA1020电路)。雾灯采用穿透力较强的黄色光，主要用在有雾、雨雪、尘埃等恶劣情况下的行车照明。按照国家标准的规定，车辆至少应该具有两个前雾灯和一个后雾灯。转向和危险警告灯系统的主要部件有：开关、转向灯、转向指示灯和闪光继电器，其中闪光继电器是最主要的部件：1 开关 转向
9、开关和危险警告开关的外形如下图所示。2 闪光继电器电子式闪光继电器主要由晶体管、电阻和电容等构成一个非稳态电路，利用晶体管的开关特性交替接通和切断转向灯电路，使转向灯发出明暗交替的闪烁光。3 转向灯、危险警告灯的工作过程 五菱小旋风汽车带闪光继电器的转向灯电路五菱小旋风汽车带闪光继电器的转向灯电路声音信号就是汽车在行驶时，按下喇叭按钮，喇叭就会发出声响，起到警告行人和车辆的作用。制动灯作用就是起到警告后方车辆和行人注意前方车辆要停车或减速。制动灯开关一般和制动踏板相连当踩下制动踏板时，开关触点闭合，接通制动灯电路。制动灯电路如下图所示。汽车倒车灯的作用是向其他车辆和行人发出倒车警告和倒车时照明
10、，在倒车灯亮，示意汽车正在倒车。倒车灯的开关和倒挡相连：当汽车挂倒挡时，倒车灯的开关触点闭合，接通倒车灯电路。倒车灯电路如下图所示。一）仪表系统的组成一）仪表系统的组成驾驶员座位前方的仪表板上装有各种仪表，这些仪表的作用是为了便于驾驶员掌握车辆和发动机的各种状况汽车驾驶室操纵件指示器及信号装置的图形标志如下：车门状态指示灯车门状态指示灯显示车门是否完全关闭显示车门是否完全关闭的指示灯，车门打开或未的指示灯，车门打开或未能关能关 闭时，相应的指示灯闭时，相应的指示灯亮起，提示车主车门未关亮起，提示车主车门未关好，车门关闭后熄灭好，车门关闭后熄灭驻车指示灯驻车制动手柄（即手刹）拉起时，此灯点亮。手
11、刹被放下 时，该指示灯自动熄灭。在有的车型上，刹车液不足时此灯会亮.电瓶指示灯显示蓄电池工作状态的指示灯。接通电门后亮起，发动机 启动后熄灭。如果不亮或长亮不灭应立即检查发电机及电路。刹车盘指示灯显示刹车盘片磨损情况的指示灯。正常情况下此灯熄灭，点亮时提示车主应及时更换故障或磨损过渡刹车片，修复后熄灭。机油指示灯显示发动机机油压力的指示灯，本灯亮起时表示润滑系统 失去压力，可能有渗漏，此时需立即停车关闭发动机进行检查.水温指示灯显示发动机冷却液温度过高的指示灯，此灯点亮报警时，应即时停车并关闭发动机，待冷却至正常温度后再继续行驶.安全气囊指示灯显示安全气囊工作状态的指示灯，接通电门后点亮，约3
12、4秒后熄灭，表示系统正常，不亮或常量表示系统存在故障.ABS指示灯接通电门后点亮，约34秒后熄灭，表示系统正常。不亮 或长亮则表示系统故障，此时可以继续低速行驶，但应避免急刹车.发动机自检灯（故障灯）发动机工作状态的指示灯，接通电门后点亮，约34秒 后熄灭，发动机正常。不亮或长亮表示发动机故障，需及时进行检修.燃油指示灯提示燃油不足的指示灯，该灯亮起时，表示燃油即将耗尽，一般从该灯亮起到燃油耗尽之前，车辆还能行驶约50公里左右。清洗液指示灯显示风挡清洗液存量的指示灯，如果清洗液即将耗尽，该灯点亮，提示车主及时添加清洗液。添加清洁液后，指示灯熄灭.电子油门指示灯本灯多见于大众公司的车型中，车辆开
13、始自检时，EPC 灯会点亮数秒，随后熄灭，出现故障，本灯亮起，应及时进行检修.前后雾灯指示灯该指示灯是用来显示前后雾灯的工作状况，前后雾灯 接通时，两灯点亮，图中左侧的是前雾灯显示，右侧为后雾灯显示.转向指示灯转向灯亮时，相应的转向灯按一定频率闪烁。按下双闪警 示灯按键时，两灯同时亮起，转向灯熄灭后，指示灯自动熄灭.远光指示灯显示大灯是否处于远光状态，通常的情况下该指示灯为熄 灭状态。在远光灯接通和使用远光灯瞬间点亮功能时亮起.安全带指示灯显示安全带状态的指示灯，按照车型不同，灯会亮起数 秒进行提示，或者直到系好安全带才熄灭，有的车还会有声音提示.O/D挡指示灯O/D挡指示灯用来显示自动档的O
14、/D挡(Over-Drive)超速 挡的工作状态，当O/D挡指示灯闪亮，说明O/D挡已锁止。O/D挡介绍 内循环指示灯该指示灯是用来显示车辆空调系统的工作状态，平时为 熄灭状态。当打开内循环按钮，车辆关闭外循环时，该指示灯自动点亮。示宽指示灯（危险警告灯）示宽指示灯是用来显示车辆示宽灯的工作状态，平时为熄灭状态，当示宽灯打开时，该指示灯随即点亮，说明该车有故障或者需要缓慢行驶。在大雨或大雾中行驶一般需要打开此灯。VSC指示灯该指示灯是用来显示车辆VSC(电子车身稳定系统)的工作状态，多出现在日系车上。当该指示灯点亮时，说明VSC系统已被关闭.TCS指示灯该指示灯是用来显示车辆TCS(牵引力控制
15、系统)的工作状态，多出现在欧系车上。当该指示灯点亮时，说明TCS系统已被关闭.1、燃油表、燃油表 是用来显示油箱中的燃油液面高度是用来显示油箱中的燃油液面高度2、水温表、水温表 用来显示发动机冷却液的温度。用来显示发动机冷却液的温度。3、车速表、车速表 包括显示车速的时速表、显示车辆行驶总七程的包括显示车速的时速表、显示车辆行驶总七程的里程表以及可以根据需要复位归零的短行程里程表。里程表以及可以根据需要复位归零的短行程里程表。5、转速表、转速表 显示发动机每分钟的转数，单位为显示发动机每分钟的转数，单位为r/min（转（转/分）。分）。在介绍常用仪表前，先介绍一下双金属元件（如下图）和稳压器。
16、这两种元件在仪表中使用非常多。双金属双金属双金属元件是由两种热膨胀系数不同的金属组成的，外面缠绕双金属元件是由两种热膨胀系数不同的金属组成的，外面缠绕有发热线圈。有发热线圈。稳压器由一个动断触点和一个双金属元件构成（下图）。电流表用来指示蓄电池的充电和放电电流值。常用的有电磁式、动磁式和磁片线圈式等。以动电磁式电流表为例：动电磁式电流表由以下部件组成：黄铜导电板固定在绝缘底板上，两端与电源正、负极接线极柱相连，中间夹有磁轭，与导电板固定在一起的针轴上装有指针和永久磁铁转子。（简称磁钢指针）注意：电流表的接线极柱是有极性的，接线时不可接错。负极接线极柱接注意：电流表的接线极柱是有极性的，接线时不
17、可接错。负极接线极柱接蓄电池正极，正极接线极柱接发电机的输出接线极柱。蓄电池正极，正极接线极柱接发电机的输出接线极柱。动磁式电流表动磁式电流表 燃油表的显示器中装有一个双金属元件，传感器中则装有一个浮子式可变滑线电阻器。浮子式可变滑线电阻器浮子式可变滑线电阻器1滑线电阻器滑线电阻器 2热敏电阻热敏电阻 3浮子浮子 4浮子臂浮子臂电流强度的大小是由浮子式滑线电阻电流强度的大小是由浮子式滑线电阻器决定的。如上图所示，浮子式滑线器决定的。如上图所示，浮子式滑线电阻器包括一个可随燃油液面高度的电阻器包括一个可随燃油液面高度的高低而上下浮动的浮子、一个内置滑高低而上下浮动的浮子、一个内置滑线电阻传感器以
18、及一条浮子臂。电阻线电阻传感器以及一条浮子臂。电阻器滑线的接触位置随着浮子的升降而器滑线的接触位置随着浮子的升降而改变，从而改变电阻值。改变，从而改变电阻值。机油压力表可以显示发动机内的机油压力，使驾驶员了解润滑系统的故障。机油压力表也于一种双金属型仪表，如下图所示。机油压力表及传感器机油压力表及传感器如上图所示，一般来讲，机油压力报警灯采用常闭式开关，传感器内的膜片承受机油压力，活动触点受膜片的移动控制。水温表用于显示发动机冷却水套中的冷却液温度。水温表有两类，即双金属电阻型和交叉线圈型。水温表双金属电阻型水温表的显示器中也使用了双金属元件，而传感器部分则采用了热敏电阻，如下图所示。双金属型
19、水温表的工作原理与双金属型燃油表相同。冷却液温度报警灯一般采用常开式开关。温度传感器（如下图）由一个固定触点和一个由双金属丝带动的活动触点共同组成一个触点副。发动机冷却液温度报警灯传感器发动机冷却液温度报警灯传感器水温传感器套筒水温传感器套筒 2双金属片双金属片 3螺纹接头螺纹接头 4活动触点活动触点5冷却液温度报警冷却液温度报警车速和里程表是用来指示汽车行驶速度和累计行驶里程数的，可分为磁感应式和电子式两种。发动机转速表的作用是方便驾驶员掌握发动机工作状况，以便正确地选择换挡时机。一般汽油机转速表接受来自点火系统的脉冲信号，火花塞每跳火一次便发出一个脉冲电压。火花塞发火频率与发动机转速成正比
20、，转速表内的电路将点火脉冲信号变换成变化的电压，加至作为发动机转速表使用的电压表。仪表中的报警灯越来越多。各个电气系统都有白己的监控灯，在每次车辆起动时运些报警灯都会完成一次自诊断过程。这些报警灯的耗电量都很小，它们其实是用发光二极管（LED）做成的。发光二极管发光二极管 制动液面警告灯开关制动液面警告灯开关1外壳外壳 2接线极柱接线极柱 3舌簧开关舌簧开关 4永久磁铁永久磁铁 5浮子浮子 6液面液面机油压力报警灯和发动机冷却液温度报警灯的原理我们已经在前面讲过了，下面讲述制动液面警告灯和充电指示灯。1 制动液面警告灯 制动液面警告灯的开关如上图所示，其原理是利用两个永久磁铁的平衡保持开关的位
21、置。当开关两侧液面高度相同时，舌簧开关处于断开状态，当制动系统任何一侧压力降落，该侧的永久磁铁即失去原来的方向，磁场方向的改变使舌簧开关闭合，电路接通，制动灯点亮。2 充电指示灯 充电指示灯用来代替电流表。多数车辆当蓄电池放电时，充电指示灯点亮，当发电机开始发电后即熄灭；少数车辆反之。1 电子显示组合仪表的特点 1）易于辨认 现代汽车的电子化程度越来越高，其中包含着大童的电子信息，而电子显示组合仪表将这些电子信息以数字或条形图的方式表现出来，将车辆情况及时提供给驾驶员，方便驾驶员及时处理各种情况。2）精确度高 传统的指针式仪表显示的是收到的传感器平均读数，而电子显示仪表显示的是即时读数，而且信
22、息刷新得很快，甚至有些系统的仪表信息每秒钟就刷新16次。3）可靠性高 由于电子显示组合仪表中没有任何可动部件，所以其可靠性得到了较大的提高。4）使每个测量仪表和计量仪表都具有最佳的显示形式，2 各种仪表的组成和工作原理 电子显示组合仪表包括：数字式仪表微机、速度传感器、燃油位标尺转换开关、短程控制开关等开关信号、真空荧光屏（VFD）、发光二极管（LED）或液晶显示器（LCD）等显示元件。1）车速表 车速表传感器为光电式，车速信号被转换成脉冲信号输入微机，微机根椐输入的脉冲信号来计算车速，并控制荧光显示器显示微机输出的车速。比如光电式车速表传感器（如下图所示）由常规的车速表软轴驱动，软轴带动开有
23、方孔的轮子在发光二极管和光电晶体管之间旋转。光电式车速表传感器光电式车速表传感器1车速表软轴车速表软轴 2接里程表接里程表 3、5光电式传感器光电式传感器 4从光电式从光电式传感器接至仪表的插头传感器接至仪表的插头 6车速表软轴连接器车速表软轴连接器 7带方孔的轮子带方孔的轮子2）转速表 转速表传感器信号是发动机点火线圈输出的脉冲信号，微机接收后计算出发动机转速，然后控制荧光显示器发光，将发动机的转速以图形的形式显示出来。3）水温表 水温表传感器电阻随发动机水温变化而变化，使得输出电压信号也发生变化。微机检测到电压变化后，便将其与参考电压相比较，然后在荧光显示器上显示出来。4）燃油表 燃油表传感器浮子位置随油面的升降而浮动变化，使得输出电压信号发生变化。微机将检测到的电压信号与参考电压相比较，然后在荧光显示器上显示出油位。如果按下燃油标尺转换开关，能够使燃油油位标尺显示扩大，松开开关，这种扩大的标尺显示仍可维持6S。5）水温表 水温表的输入信号来自负温度系数的热敏电阻。当发动机冷却液温度较低的时候，电阻的电阻值比较大，导致低电压输入给微处理器，此时在仪表上显示较低的温度值。热敏电阻的电阻值随着发动机温度的上升而逐渐减小，输入给微处理器的电压也逐渐变大，在仪表上显示的温度值也随之上升。当冷却液温度达到预定值时，微处理器便发出提示驾驶员注意发动机温度超高的提示。
