汽車結構中的電子控制電路分析

◆文/江蘇 高月鵬 張湘衡

隨著汽車技術的飛速發展，汽車結構中使用了大量的電子技術、電控技術，因此汽車電器維修工已不復存在，現在是機電一體化，維修人員不設專職汽車電器維修工，但汽車機修人員必須掌握電器維修技能才能勝任汽車的維修工作。下面對一些汽車結構進行分析以期對維修人員有所幫助。

一、電動括水器及其控制系統

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

1.電動括水器結構及其工作原理

電動刮水器如圖1所示。電動機11旋轉時，通過蝸桿蝸輪減速與蝸輪上相連的拉桿8作往復運動，通過拉桿7、3和擺桿2、4、6帶動左右兩刷架桿1、5作往復擺動，帶動橡皮刷刷去風窗玻璃上的雨水和其他雜質。

圖1 電動刮水器

電動刮水器的電動機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，但它不易退磁且價廉，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，通常會要求刮水器自動復位，即任何時候切斷電源，刮水器的橡皮刷都能自動停在風窗玻璃的下部。刮水器自動復位裝置示意圖如圖2所示。

圖2 刮水器自動復位裝置示意圖

當刮水器開關推到“0”擋停止時，如果刮水器橡皮沒有停止到規定位置，由于觸點與銅環9接觸，電流會繼續流入電樞，其電路為蓄電池正極→開關→熔斷絲→電刷→電樞線組→電刷B1→接線柱②→接觸片→接線柱①→觸點臂5→銅環9→搭鐵→蓄電池負極，形成回路，電機以低速運轉直至蝸輪旋轉到特定位置，橡皮刷復位到風窗玻璃下部。

從電動刮水器的結構中分析，其主要的功能都集中在電動機和蝸輪、蝸桿的結構中。在這個結構中，除了原來汽車鈑金工修理的部分外，其相關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，汽車上常安裝風窗玻璃洗滌器，并與刮水器配合，保持駕駛員的良好視線。風窗玻璃洗滌器如圖3所示。

圖3 風窗玻璃洗滌器

電動泵由永磁直流電動機和離心式葉片泵組成一體，噴射壓力約為70～88kPa。噴嘴位置在風窗玻璃下方，它的噴嘴方向可以調整以保證水噴出后位置適當。電動泵連續工作時間一般不超過1min，且應先開動電動泵，后開動刮水器。在噴水停止以后，刮水器應繼續刮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聯合工作的。

汽車電動刮水器和風窗玻璃洗滌器結構中，汽車電動刮水器主要是電動機的功能，其他都是輔助構件，從刮水器自動復位裝置示意圖中可以看出其刮水器快速、慢速、旋轉復位等功能都是電動機及其組件完成。所以電動刮水器的修理可以說主要是電動機的檢查與修理，其他都是電路連接或者是機械故障。風窗玻璃洗滌器更為簡單，除了電動泵以外都是管路連接問題。

汽車使用的電動機、電動泵都是精密機械制造，這些構件都有很高的制造精度，其使用壽命要遠遠高出這些系統中的其他構件，也不容易損壞，在這些構件的修理時筆者推薦使用萬用表。

三、萬用表的結構組成及使用方法

維修電器的人員可能經常用到萬用表，萬用表主要由指示部分、測量電路和轉換裝置三部分組成，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；不同種類電量的測量及量程的選擇是通過轉換裝置來實現的。

汽車結構中的汽車電路一般都是直流電，是由汽車蓄電池提供，所以萬用表只要選擇在直流擋不動就可以了。

圖4 萬用表

1.萬用表的結構組成

(1)表頭

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

(2)選擇開關

萬用表的選擇開關是用來選擇測量項目和量程。一般萬用表測量項目包括：測電容、測電阻、直流電流、交流電流等。每個測量項目又劃分為幾個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。使用時應將紅色表筆插入標有“+”號的插孔，黑色表筆插入標有“－”號的插孔。

(4)數字式表頭

數字萬用表的表頭一般由一只A/D(模擬/數字)轉換芯片、外圍元件及液晶顯示器組成，萬用表的精度受表頭的影響，萬用表由于A/D芯片轉換出來的數字，一般也稱為31/2位數字萬用表，41/2位數字萬用表等。

2.萬用表的使用方法

(1)插孔和轉換開關的使用

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，測量電壓時不可用測量電流或測量電阻的擋位去測量，如果用直流電流或電阻去測量220V的交流電壓，萬用表會立刻被燒壞。

(2)測試表筆的使用

萬用表有紅，黑筆兩支，需正確使用。如果位置接反、接錯，測試結果會出現誤差，嚴重時甚至會把表頭燒壞。一般紅表筆為“+”，黑筆為“-”。表筆插入萬用表插孔時一定要嚴格按顏色和正負插入。測直流電壓或直流電流時一定要注意正負極性；沒有電流時，表筆與電路串聯；測電壓時，表筆與電路并聯。

(3)如何正確讀數

萬用表使用前應檢查指針是否在零位上，如不指零位，可調正表蓋上的機械調節器，調至零位。萬用表有多條標尺，讀數時切記不能出錯。

(4)測量線路

測量線路是用來把各種被測量轉換到適合表頭測量的微小直流電流的電路，它由電阻、半導體元件及電池組成它能將各種不同的被測量(如電流、電壓、電阻等)、不同的量程，經過一系列的處理(如整流、分流、分壓等)統一變成一定量限的微小直流電流送入表頭進行測量。

(5)萬用表使用注意事項

①在使用萬用表之前，應先進行“機械調零”，即在沒有被測電量時使萬用表指針指在零電壓或零電流的位置上。

②萬能表表筆有一部分是金屬部分，使用時注意不要碰到，這樣在測量時較為準確，而且也可以保證人身安全。

③在測量某一電量時，不能在測量的同時換擋，尤其是在測量高電壓或大電流時，更應注意。否則會使萬用表毀壞。如需換擋，應先斷開表筆換擋后再去測量。

④使用萬用表時必須水平放置，否則容易出現誤差。同時還要注意避免外界磁場對萬用表造成干擾。

⑤萬用表使用結束后，應將轉換開關置于交流電壓的最大擋。另外，如果長期內不打算使用萬用表可以將電池取出，以免電池腐蝕萬用表相關器件。

汽車維修在使用萬能表時簡單很多，這是因為汽車某一構件電路簡單，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。座椅安全帶是保護駕駛員和乘客的安全裝置，當汽車遇到意外情況緊急剎車時，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駕駛員和乘客的作用。通常，座椅安全帶和座椅安全帶聯鎖裝置一起使用，這種裝置用計算機控制，它控制駕駛員只有系好安全帶之后才能啟動汽車，否則，計算機里的邏輯電路就會拒絕駕駛員啟動汽車。

1.電動式自動安全帶結構

電機式自動安全帶裝置的整體結構圖如圖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導軌滑塊固定。該滑塊與驅動皮帶連接。驅動皮帶由電動機轉動的鏈輪驅動，滑塊沿著導軌作前后方向移動。

圖5 電機式自動安全帶

2.座椅安全帶的工作原理

電動式自動安全帶的工作過程邏輯框圖如圖6(a)所示，控制邏輯的時間表如圖6(b)所示。驅動滑塊的電機利用A、B繼電器變換極性，使電流向圖中所示箭頭方向移動。當關閉車門時，把系帶極限開關閉合時，解帶極限開關接地。當處于解帶狀態時，亦即滑塊到達導軌前方終端時，解帶極限開關斷開，其他位置時則閉合。系帶終了時，即滑塊到達導軌的后方終端時，系帶極限開關斷開，其他位置則閉合。

(1)乘車時

乘員進入車輛前，滑塊處于解除終了狀態。所以各開關及繼電器的連接關系，如圖6所示。在位置①時，車門開啟，乘車后則門關閉。車門開關閉合，電機運動不變化。在位置②時，點火開關接通，TRB→繼電器B→系帶極限開關→車門關閉觸點的回路，電機向系帶側驅動。當滑塊移動到位置③時，解帶極限接通，移動到系帶終了位置④時，系帶極限開關斷開，電機停轉。

(2)下車時

當乘員下車時，車門打開(即位置⑤)時，則TRA →繼電器B→解帶限制開關 →車門關閉觸點的回路，電機向解帶則運轉。當滑塊向前方移動時，系帶開關接通，移動到解帶終了位置⑦時，解帶極限開關斷開，電機停轉。這時，即使點火開關斷開，也進行相同運動。

本文介紹的汽車結構是汽車維修人員在修復損壞時常遇到的汽車結構與汽車電子技術相結合汽車結構系統。分析這些汽車結構，其具有自動控制的構件只限于一兩個構件，其他汽車結構系統仍然是常規汽車電路的特點，所以只要能熟悉一下萬用表的操作方法都能解決汽車修理中的這些相關問題。

圖6 自動安全帶控制邏輯