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项目六 汽车照明、信号系统的故障检修
【学习目标】
了解照明与信号系统的基本组成、要求和分类；
掌握照明与信号系统的结构与工作原理；
掌握前照灯的防炫目措施；
掌握照明与信号系统的电路及其检修调整方法；
了解汽车新型照明系统；
掌握照明与信号系统常见故障及诊断；
具备对汽车照明与信号系统电路进行故障分析和修复的能力。
任务一 照明系统的故障检修
【任务描述】
为了保证夜间汽车行驶的安全性，减少交通事故的发生，汽车上都装有照明系统。照明系统如果有故障，会给行车的安全造成严重隐患。为了掌握照明系统的维修方法，必须了解照明系统的组成，掌握汽车照明系统电路及其检测维修方法。
【情境导入】
售后服务经理递交给维修人员一个检测维修照明系统的任务，要求检查各零件的功能，确定是否可继续使用，并进行组装和试验，排除可能存在的故障。
【理论学习】
一、照明系统概述
为了保证汽车行车安全，提高车辆行驶速度，现代汽车上都装有多种照明设备和灯光信号装置，俗称“灯系”。在早期，汽车照明系统只包括法律上要求的前照灯、尾灯和牌照灯。现在，为了汽车夜间行驶的安全，也为了 给驾驶员提供一个方便、舒适的工作环境，一般轿车有多个外部照明灯和内部照明灯。为使其他车辆和行人注意本车的行驶状况，保证车辆和行人的安全，汽车上还装备有灯光信号系统。
1.照明装置
（1）组成：前照灯、雾灯、顶灯和牌照灯等。
（2）作用：保证汽车在光线不好的条件下行驶安全，减少交通事故的发生，同时增强汽车驾驶的舒适度。
（3）要求：照明要好，同时不应使对面来车的驾驶员引起眩目。
2.灯光信号装置
（1）组成：示廓灯、尾灯、制动灯、转向信号灯、倒车灯等。
（2）作用：保证汽车在光线不好的条件下指示本车车况和行车意图，对其他车辆的驾驶员、行人和交警给出明确的信号，并提供具有一定亮度的照明。
（3）要求：灯光的颜色选择应兼顾灯具的数量、安装位置，并满足法规的要求。
二、汽车照明系统
1.前照灯的基本要求
1）前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明，使驾驶员能辨明车前100m以内路面上的 任何障碍物。随着汽车行驶速度的提高，汽车前照灯的照明距离也相应要求越来越远。现代高速汽车的照明距离应在200～250m以上，有的甚至可达400m。
2）前照灯应具有防止眩目的装置，以免夜间两车迎面相遇时，使对方驾驶员眩目而造成交通事故。
2.前照灯的组成
前照灯的光学系统包括光源（灯泡）、反射镜和配光镜三部分。
（1）灯泡
前照灯用的灯泡有单灯丝和双灯丝之分。为了拆装方便及保证灯丝在反射镜中的正确位置，灯泡的插头通常制成插片式，如图6-1所示。安装时，3个插片插入灯座上距离不等的3个插孔中。
按照灯泡内的灯丝及气体成分可分为以下三种。
图6-1 前照灯的灯泡结构
①普通充气灯泡。
其灯丝是用钨丝制成的。为了减少钨丝受热后的蒸发，延长灯泡寿命，制造时将玻璃泡内空气抽出，再充以质量分数约86%的氩和约14%的氮的混合气体。虽然普通充气灯泡充满了惰性气体，但仍然不能阻止灯丝钨的蒸发，蒸发使灯丝耗损，并且蒸发出来的钨，沉积在灯泡上使其发黑。
a）普通充气灯泡 b）卤钨灯泡
图6-2 前照灯的灯泡
②卤钨灯泡。
卤钨灯泡是目前国内外广泛使用的一种新型光源，它是利用卤钨再生循环反应的原理制成的。其再生过程是：从灯丝上蒸发出来的气态钨与卤素反应生成了一种挥发性的卤化钨，它扩散到灯丝附近的高温区又受热分解，使钨重新回到灯丝上去，被释放出来的卤素（指卤族元素如碘、溴、氯、氟等元素），继续参与下一次循环反应，从而减少了钨的蒸发和灯泡变黑。卤钩灯泡的尺寸小，泡壳的机械强度高，耐高温性强，所以充人惰性气体的压力较高，因而工作温度高，钨的蒸发也受到工作气压的抑制。
在相同功率下，卤钨灯的亮度为白炽灯的1.5倍，寿命比白炽灯长2 ~3倍。现在使用的卤素一般为碘元素或溴元素，分别称为碘钨灯泡或溴钨灯泡。
③氙气灯泡。
氙气灯由小型石英灯泡、变压器和电子单元组成，其结构如图6-3所示。
图6-3 疝气灯结构
一个35W的氙灯光源可产生55W卤素灯2倍的光通量，使用寿命与汽车全寿命差不多。因此，安装氙灯不但可以减少电能消耗，还相应提高了车辆的性能，这对轿车而會具有很重要的意义。
（2）反射镜
反射镜的作用是将灯泡的光线聚合并导向远方。反射镜一般用0.6～0.8mm的薄钢板、玻璃、塑料压制并经抛光加工而成。如图6-4所示，反射镜的表面形状呈旋转抛物面，其内表面镀银、铬或镀铝，然后抛光。由于镀铝的反射系数可以达到94％以上，机械强度也较好，所以现在一般采用真空镀铝。
图6-4 反射镜
由于前照灯灯泡灯丝发出的光度有限。如无反射镜，那只能照清楚汽车灯前6m左右的路面。而有了反射镜之后，灯丝位于焦点F上（如图6-5所示），灯丝的绝大部分光线向后射在立体角范围内，经反射镜反射后将平行于主光轴的光束射向远方，使光度增强几百倍，甚至上千倍，从而照亮车前150m甚至400m内的路面。经反射镜反射后，尚有少量的散射光线，其中朝上的完全无用，散射向侧方和下方的光线有助于照明 5～10m的路面和路缘。
图6-5 聚光作用
（3）配光镜
配光镜又叫散光玻璃，是许多块特殊的透镜和棱镜的组合体。配光镜的外表面平滑，内侧精心 设计成由很多块特殊的凸透镜和棱镜组成的组合体，其几何形状比较复杂，外形一般为圆形和矩形。
配光镜的作用是将反射镜反射出的光束进行折射和散射，以扩大光线照射的范围，并把反射镜聚集的光束在水平方向扩散，在竖直方向使光束向下折射，使前照灯在100m内的路面和路缘均有较好的照明效果，如图6-6所示。
a）构造 b）水平部分（散射） （c）垂直部分（折射）
图6-6 配光镜的结构与作用
3.前照灯的防眩目措施
眩目是指人的眼睛突然被强光照射时，由于视神经受刺激而失去对眼睛的控制，本能地 闭上眼睛或只能看见亮光而看不见暗处物体的生理现象。
为了避免前照灯的强光线使对面来车驾驶员产生眩目，从而造成交通事故，并保持良好的路面照明，在现代汽车上普遍采用双丝灯泡的前照灯。其中一根灯丝为远光灯丝，光度较强，灯丝放在反射镜的焦点上；另一根灯丝为近光灯丝，光度较弱，位于焦点的上方或前方。当夜间行驶无迎面来车时，可通过控制电路接通远光灯丝，使前照灯光束射向远方，便于提高车速。当两车相遇时，接通近光灯丝，前照灯光束倾向路面，照亮车前50m内路面，从而避免了迎面来车驾驶员的眩目现象。
为保障夜间会车安全，汽车前照灯必须具有良好的防眩目措施。目前汽车主要的防眩目措施有三项，先进轿车还有更严格的防眩目措施。
（1）采用远、近光束变换
（2）具有配光屏的双丝灯泡
1－近光灯丝；
2－遮光罩；
3－远光灯丝
图6-7 采用带遮光罩的双丝灯泡
（3）非对称配光屏双丝灯泡
图6-8 三类光形
4.前照灯的分类
（1）可拆卸式前照灯
这种灯因其气密性不良，反射镜容易受潮气和灰尘污染而降低反射能力，现已基本淘汰。
（2）半封闭式前照灯
其配光镜靠卷曲反射镜边缘上的牙齿而紧固在反射镜上，二者之间垫有橡胶密封圈，灯 泡从反射镜后端装人，灯泡可以互换，目前仍被各国广泛采用，其结构如图6-9所示。
图6-9 半封闭式前照灯
1－配光镜；
2－灯泡；
3－反射镜；
4－插座；
5－接线器；
6－灯壳
（3）全封闭式前照灯
其反射镜和配光镜用玻璃制成一体，形成灯泡，里面充以惰性气体。全封闭式前照灯反 射镜不受大气中灰尘和潮气污染，它的发光率较高，一个功率约30W的前照灯可产生 750000cd的发光强度，且使用寿命长。目前美国、日本生 产的汽车几乎全部采用这种全封闭式前照灯，我国生产的 汽车也已大量采用。这种前照灯的缺点是灯丝烧坏后，只能更换整个前照灯总成，其结构如图6-10所示。
图6-10 全封闭式前照灯
（4）投射式前照灯
投射式前照灯结构如图6-11所示，其反射镜近似于楠圆形状，具有两个焦点。第一焦点处放置灯泡，第二焦点是由光线形成的，凸形配光镜的焦点与第二焦点一致。
图6-11 透射式前照灯结构
投射式前照灯的反射镜采用扁长断面，光束横向分布效果好，结构紧凑，经济实用。由于它的这种配光特性，因此也可用于雾灯。
5.前照灯电路的主要元件
（1）前照灯继电器
前照灯继电器是一只小型电压继电器。它由一个电磁线圈和一对常开触点组成，有三柱式、四柱式两种。
车灯开关只控制灯光继电器线圈的电流，前照灯电流由灯光继电器触点控制，这样可以延长灯光开关的使用寿命。
（2）车灯总开关
车灯总开关又称灯光总开关，其作用是控制除特种信号灯以外的全车照明灯的接通切断以及变换，常用的有推拉式和旋钮式两种。
（3）变光开关
前照灯变光开关的作用是根据行驶与会车的需要，及时变换远光与近光。变光开关是组合开关的一部分，目前较为先进的是自动变光开关，由电路控制，根据外部光线环境，自动变换远近光。
（4）前照灯的控制电路
汽车前照灯随车型不同，控制方式有差异。当灯的功率较小时，灯的电流直接受灯光总开关控制。当灯的数量多、功率大时，为减少开关热负荷，减少线路压降，采用继电器控制。同时，分路保险器的个数也增加。因车型不同，继电器控制线路也有控制火线式（见图6-12a）和控制搭铁线式（见图6-12b）之分。
图6-12 前照灯的控制电路
6.前照灯的检查与调整
（1）前照灯的技术标准和要求 前照灯光束的调整标准各国略有差异，调整时应参考原车说明书或技术手册进行。我国对于前照灯的技术标准和要求为：
①近光光束照射位置为：其水平方向位置向左、向右偏均不得大于100mm。
②远光光束照射位置为：其左灯向左偏不得大于100mm，向右偏不得大于170mm；右灯向左或向右偏均不得大于170mm。
③前照灯发光强度：对于新车，两灯制的为15000cd；四灯制的为12000cd。对于在用车，两灯制的为12000cd；四灯制的为10000cd。
（2）前照灯的调整方法
前照灯的调整有屏幕调整和仪器调整两种方法。目前越来越多的使用专用仪器进行检验及调整。
前照灯光轴方向偏斜时，应进行调整，调整部位一般分外侧调整式和内侧调整式两种，如图6-13所示。调整时，按需要转动灯座上面的左右及上下调整螺钉（或旋扭），使光轴方向符合标准。
a）外侧调整式 b）内侧调整式
图6-13 前照灯调整位置
7.前照灯安全控制装置
（1）安全式前照灯
在夜间行车时，若一个前照灯的灯丝坏了，只有另一个前照灯亮时，迎面来车的驾驶员就不能准确地看清在30m以外来车的轮廓，容易造成交通事故。美国Tungsul公司在全封闭式前照灯的主灯丝上，并联了一根高阻抗的备用灯丝，在正常情况下，它不发光，一旦主灯丝烧断，它立即起作用。这种备用灯丝发出的光，可使迎面来的汽车驾驶员，至少在相距150m时就能看到，从而可以预先让路，避免碰撞。
（2）前照灯关闭延时控制电路。
（3）提醒关灯电路
（4）前照灯自动减光电路
（5）前照灯的保护电路
（6）前照灯光束照明范围控制装置
任务二 汽车信号系统检修
【任务描述】
信号系统的作用是用于警告其他车辆和行人，引起注意，保证行车安全。信号系统主要包括灯光信号装置和声响信号装置。为了掌握信号系统的维修方法，必须了解信号系统的组成，掌握汽车信号系统电路及其检测维修方法。
【情境导入】
一辆大众捷达轿车转向灯不亮，经检查左右转向灯泡均良好，熔断丝也正常。用加装的防盗器的遥控器遥控车锁时转向灯均亮，经进一步诊断，发现加装防盗器时，有线路接在危险警报灯线束上，经过长时间的颠簸后，导致该线虚接，从而造成了上述故障。经过重新处理线路连接处，并进行包扎后故障排除。
【理论学习】
一、汽车信号装置概述
1.灯光信号装置
（1）组成：示廓灯、尾灯、制动灯、转向信号灯、倒车灯等。
（2）作用：保证汽车在光线不好的条件下指示本车车况和行车意图，对其他车辆的驾驶员、行人和交警给出明确的信号，并提供具有一定亮度的照明。
（3）要求：灯光的颜色选择应兼顾灯具的数量、安装位置，并满足法规的要求。
2.音响信号装置
（1）组成：蜂鸣器、语言发声器、电喇叭。
（2）作用：引起其他车辆的注意，保证行车安全。
（3）要求：信号强度要达标，信号指示要准确。
二、汽车转向灯及闪光器
转向灯是表示汽车动态信息的最主要装置，安装在车身前后。有些车身较长的车，在左右侧也安装转向灯。在汽车转弯时，左侧或右侧的转向灯会发出明暗交替的闪光信号，以示汽车转向。汽车的转向灯大都采用橙色(或琥珀色），在等轴线右偏5°的视角范围内，无论白天黑夜，要求其能见度不小于35m;而在左偏或右偏30°视角范围内，要求能见距离不小于10m。转向灯的闪光频率应控制在50 110次/min，一般为60 95次/min。主转向灯泡功率一般为20 25W。
1.转向灯的类型
转向灯按安装位置不同可分为前转向灯、后转向灯和侧转向灯。
（1）前转向灯，安装在汽车前照灯旁边，用于在转弯时警示前方车辆。
（2）后转向灯，安装在汽车尾部，用于在转弯时警示后方车辆。
（3）侧转向灯，安装在第1驾驶室的车门旁或安装在后视镜上，用于在转弯时警示旁边车辆。
2.转向灯的构成
转向灯一般由4个转向信号灯、两个转向指示灯、转向开关、闪光器等组成。当汽车转向时，通过闪光器使左边或右边的前、后转向信号灯闪烁发光。
3.闪光器
闪光器是控制转向信号灯闪烁频率的装置。闪光器按结构和工作原理可分为热丝式、翼 片式、电容式和电子式等多种。
（1）电热式闪光器
（2）电容式闪光器 。
根据衔铁线圈的接线不同分为电流型和电压型。
a）电流型 b）电压型
图6-22 电容式闪光器
（3）电子式闪光器
①带继电器的晶体管闪光器。
带继电器的晶体管闪光器的工作原理如图6-23所示，它主要由晶体管开关电路和小型继电器组成。
②无触点闪光器。
③集成电路闪光器图。
5.转向信号灯系统的故障诊断
转向信号灯的电路一般是：电源→熔丝盒→闪光器→转向信号灯开关→右（左）转向信号灯及转向指示灯→搭铁，但随车型不同其电路也略有差别。在检修转向信号灯系统故障时，一定要首先弄懂该车转向信号灯系统的原理图和各元件间的连接关系。一般容易产生故障的部位是：电源、转向信号灯开关、转向信号灯、闪光器、线路等。
三、制动信号装置
制动灯安装在汽车尾部，一般在汽车尾部的保险杠上方，是车辆重要的外在安全标识，其光色应为红色。正常情况下踩制动踏板时，制动灯亮，且能使车后相距100m处的其他车辆看清楚，以警示后车减速或停车。
高位制动灯一般安装在汽车上部或下部的中央，或在行李舱顶部的中央，所以又称中央高位制动灯，也有人把它称为第三制动灯。高位制动灯的光源一般为白炽灯、发光二极管和霓虹灯。
制动灯开关通常有两种型式：一种是弹簧负载式常开开关，装在制动踏板的后面，当踏下制动踏板时，开关闭合，制动灯亮。另一种是液压或气压式开关，装在制动主缸出口处，当踩下制动踏板，液压管路（或气压管路）中压力增加时，开关闭合，制动灯亮；当释放制动踏板时，管路压力下降，开关又恢复到原来的常开位置。
四、倒车信号装置
倒车灯装于汽车尾部，是车辆倒车时为观察后方障碍物和显示倒车信号而设计的灯具，一般倒车灯开关置于变速器上。当变速器置于倒挡时，此开关接通。功率一般为20～25W,灯光为白色，照射光线的主轴应向下，以照清车后15m以内的道路。
a）示意图 b）原理图
图6-26倒车信号电路
五、雾灯
雾灯在大雾的天气能有效照亮汽车前方的道路，其外形和结构与单丝的前照灯相似。现代汽车一般采用黄色配光或黄色灯泡。因为黄色波较长，有较好的透雾性能，在雾天能照亮较远的距离。通常在雨、雪天使用、灰尘过大时也使用，其射出的光线倾斜度大，可照亮前30m内的道路。
六、示廓灯和尾灯
为了表示夜间或视线不良时停止或行驶的汽车轮廓，一般在汽车前后各装两只示廓灯，前示廓灯的光色为白色或橙色，后示廓灯则为红色。示廓灯的灯光在夜间距100m 以外应能看清。尾灯的光色为红色，其亮度标准为在夜间距车300m以外应能看清。
夜间行车中和发动机熄火后，不论前照灯点亮或熄灭，尾灯与示廓灯都应同时点亮，以警示其他车辆。使用时应注意：在夜间或阴暗、大风、雨雪、雾天行车时，须开启示廓灯和尾灯，这样有利于后方车辆识别车辆宽度，防止超车和会车时因轮廓不清而发生事故；当车辆夜间发生故障或事故，不能离开行车道或在路肩上停车时，驾驶人应立即开启示廓灯和尾灯以显示车辆的存在。
七、阅读灯和门控灯
阅读灯为车内乘客提供照明，该照明功能通过人工按钮进行控制。
门控灯的开关由车门控制，当开启车门时，门控开关闭合，门控灯自动点亮。有些车上，门控灯和阅读灯共用一个灯泡。
另外，汽车上还有一些灯光，如专用车、特种车的标志灯及一些临时灯光，如装载超过宽度的拖挂车辆夜间须悬挂红灯信号、夜间拖故障车时应在前车尾部安装后照灯。特种车标志灯是指经批准的特种车辆可装置的相应标志灯具，执行任务时用以警告行人和其他车辆避让，如救护车标志灯具为蓝色回转式，消防车、警备车、交通事故勘察车标志灯具为红色回转式，工程救险车灯具为黄色回转式，专用车标志灯如出租车在车身顶部必须安装有“出租”字样的标志灯具。
八、电喇叭
1.电喇叭的作用与分类
汽车上都装有喇叭，它的用途是在行车过程中根据需要和规定，发出必需的音响信号，警告行人的其他车辆，以保证行车安全，同时还可用于催行与传递信号。喇叭按发音动力的不同分气喇叭和电喇叭两类；按外形分有螺旋形、筒形、盆形三类，如图6-27所示。按声频分有高音和低音两种。
（1）盆形电喇叭
图6-28 盆形电喇叭
1－底座；2－线圈；3－上铁心；4－膜片；5－共鸣板；6－衔铁；
7－触点；8－调整螺钉；9－铁心；10－按钮；11－锁紧螺母
（2）电动气喇叭
图6-29 电动气喇叭
1－传声筒；2－弹簧；3－盖板；4－膜片；5－电动机轴；6－转子；
7－偏心腔体；8－叶片；9－电动机；10、11－进气口；12－螺钉
2.双音电喇叭控制电路
图6-30 喇叭电路
1－衔铁；2－线圈；3－按钮；4－蓄电池；5－触点；6－喇叭
3.电喇叭的调整
电动气喇叭一般制成不可调式。螺旋形、盆形电喇叭调整一般有铁心气隙调整和触点预压力调整两项，前者调整喇叭的音调，后者调整喇叭的音量。
（1）音调的调整
音调的高低取决于膜片振动的频率，改变铁心间隙可以改变膜片的振动频率，从而改变音调，有的在制造时已经调好，工作中不用调整；松开锁紧螺母旋转铁心，间隙减小时音调提高，间隙增大时音调降低。
筒形、螺旋形电喇叭铁心气隙的调整部位和调整方法如图6-31所示。
盆形电喇叭铁心气隙的调整如图6-32所示。
图6-31 筒形、螺旋形电喇叭的调整位置
1、3－锁紧螺母；2、5、6－调整螺母；4－衔铁；7－弹簧片；8－铁心
图6-32 盆形电喇叭调整位置
（2）音量的调整
音量的大小与通过线圈的电流大小有关，通过的工作电流大，喇叭发出的音量也就大。线圈通过的电流大小，可以通过改变喇叭触点的接触压力来调整（压力增大，通过线圈的电流增大，喇叭的音量增大，反之音量减小）。盆形电喇叭音量的调整可通过调整螺钉来调整触点压力，进而实现对音量的调整。
触点压力是否正常，可通过检查喇叭工作电流与额定电流是否相符来判断。如工作电流等于额定电流，则说明触点压力正常；如工作电流大于或小于额定电流，则说明触点压力过大或过小，应予以调整。

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