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单元四 汽车照明与信号系统
【学习目标】
1.掌握汽车照明与信号系统的组成，明确各部分的作用、工作原理等。
2.掌握汽车照明与信号系统、信号系统的原理与检修。
课题3 汽车信号系统
一、汽车灯光信号系统
汽车灯光信号系统主要指转向信号灯与危险警告灯装置、倒车灯装置、制动灯装置等。
1．转向信号灯与危险报警灯装置
当汽车需要转弯时，灯光信号采用闪烁方式，用来指示车辆将向左转或向右转，以引起行人及车辆的注意。当遇到危险情况时，可使前后左右四个转向灯同时闪烁，作为危险报警信号，请求其他车辆避让。
转向信号灯电路主要由转向信号灯、闪光器、转向灯开关等组成。闪光器的作用是在汽车转向时，使转向灯与危险报警灯、转向指示灯发出明暗交替的闪烁信号。闪光口器按结构和工作原理分为：电容式、翼片式、晶体管式和集成电路式等。
（1）电容式闪光器
电容式闪光器结构与工作原理如图所示。
当汽车需要向左转弯时，接通转向开关，左转向信号灯就被串入电路中。此时并联线圈、电容器及电阻被触点短路，而电流通过串联线圈产生的电磁吸力大于弹簧作用力，触点迅速被打开，转向信号灯处于暗的状态（转向信号灯和指示灯尚未来得及亮）。触点打开后，蓄电池经串联线圈、并联线圈向电容器充电，由于并联线圈电阻较大，充电电流很小，不足以使转向信号灯亮，转向信号灯仍处于暗的状态。同时充电电流通过串联线圈和并联线圈产生的电磁吸力方向相同，使触点继续打开，随着电容器的充电，电容器两端的电压逐渐升高，其充电电流逐渐减小，串联线圈和并联线圈的电磁吸力减小使触点重又闭合。触点闭合后，左转向信号灯和指示灯转为亮的状态。与此同时，电容器通过并联线圈和触点放电，其放电电流通过并联线圈时产生的磁场方向与串联线圈相反，所产生的电磁吸力减小，故触点仍保持闭合，左转向信号灯和指示灯继续亮。随着电容器的放电，电容器两端电压逐渐下降，其放电电流减小，并联线圈的退磁作用减弱，串联线圈的电磁吸力增强，触点又打开，灯变暗。如此反复，继电器的触点不断开闭，使左转向信号灯和指示灯发出闪光。
当汽车向右转向时与此类似。
（2）翼片式闪光器
翼片式闪光器有直热式和旁热式两种，图为直热翼片式闪光器的结构与原理图。
接通转向灯开关时，转向信号灯通电，其电流回路为：蓄电池正极→闪光器接线柱B→翼片→热胀条→活动触点→固定触点→闪光器接线柱L→转向灯开关→转向指示灯和转向信号灯→搭铁→蓄电池负极，此时，转向信号灯和转向指示灯都变亮。
由于电路的导通，热胀条因通电受热伸长，当热胀条伸长到一定长度时，翼片突然绷直，使活动触点与固定触点分开，转向信号灯电流被切断，转向信号灯与指示灯熄灭；触点断开后，热胀条将逐渐冷却收缩，当翼片收缩成弓形后，触点又闭合，接通转向信号灯电路，转向信号灯与指示灯又变亮。如此交替变化，使转向信号灯闪烁。
（3）晶体管式闪光器
电子闪光器的结构型式较多，按有无机械触点可分为无触点电子闪光器和由电子元件和继电器组成的有触点电子闪光器；按电子元件的结构型式可分为分立元件电子闪光器（即晶体管式闪光器）和集成电路电子闪光器。电子闪光器主要由振荡电路和放大驱动电路两部分组成。
无触点晶体管式闪光器的结构与原理图。
接通转向开关，T3通过R2得到正向偏置电压而饱和导通，T2、T1截止。由于T3的发射极电流很小，此时转向灯较暗。同时，电源通过R3对电容C充电（上+下－），使得T3的基极电位下降，当下降到低于其导通所需正向偏置电压时，T3截止。T3截止后，T2通过R1得到正向电流而饱和导通，转向灯中有较大电流通过而变亮。同时，C经R3、R2放电，使T3仍保持截止，转向信号灯继续亮。随着C放电电流减小，T3基极电位又逐渐上升，当高于其正向导通电压时，T3又导通，T2、T1又截止，转向信号灯变暗。如此循环，使转向灯闪烁。
（4）集成电路闪光器
如图为桑塔纳轿车专用的集成电路闪光器工作原理图。
U243B是一块低功耗、高精度的汽车电子闪光器专用集成电路。其内部电路主要由输入检测器、电压检测器、振荡器及功率输出级四个部分组成。
输入检测器用来检测转向信号灯开关是否接通；振荡器由一个电压比较器和外接电阻R4和电容器C1构成；电压检测器用来识别取样电阻RS上的压降，该压降经电压检测器识别后，控制振荡器中电压比较器的参考电压，从而改变振荡频率。
2．倒车信号装置
倒车灯及倒车报警器主要是在汽车倒车时提醒行人及其它车辆注意，由安装在变速器上的倒车开关控制。
如图为倒车开关结构图。未挂倒档时，倒车灯开关钢球被顶起，开关处于断开状态；当变速杆拨至倒档 时，钢球被松开，在弹簧的作用力下，触点闭合，将倒车灯信号电路接通，倒车灯点亮。
图为典型倒车灯信号电路。倒车时，倒车灯开关闭合，倒车灯亮，此时倒车蜂鸣器也得电而发出蜂鸣。同时蓄电池还通过线圈L2对电容进行充电，由于流入线圈L1和L2的电流大小相等，方向相反，产生的电磁力互相抵消，因此继电器触点继续闭合。随着电容器两端电压逐渐上升，使流入线圈L2的电流变小，当L1与L2产生的吸力差大于触点的弹簧接力时，触点断开，蜂鸣器停止发声。
继电器触点打开后，电容器通过线圈L2和L1放电，触点继续断开。当电容器两端电压下降到一定值时，线圈磁力减弱，继电器触点又重新闭合，倒车灯又亮，蜂鸣器又发出声响，电容哭喊又开始充电，如此反复，继电器触点不断断开、闭合，蜂鸣器发出断续的声响，以示倒车，直到倒车开关断开为止。
3．制动信号装置
制动灯电路一般不受点火开关控制，直接由电源、熔丝到制动信号开关和制动灯，如图所示。常有机械式、液压式和气压式三种制动方式。
（1）机械式制动开关
一般安装于制动踏板下方，如图所示。踩下制动踏板时，制动开关内的活动触点将两接线柱接通，接通制动灯电路；松开踏板后，活动触点断开，断开制动灯电路。
（2）气压式制动开关
如图为气压式制动开关结构图。固定触点接线柱与蓄电池正极相连，活动触点接线柱与指示灯相连。
未踩下制动踏板时，无气压作用在膜片上方，活动触点与固定触点分离；当踩下制动踏板时，膜片上方的气压增大，膜片压缩活动触点克服弹簧作用力下移，与固定触点接触，接通制动灯电路。
气压式制动开关用于采用气压制动系统的汽车，通常被安装在制动系统的气压管路上。
（3）液压式制动开关
液压式制动开关用于采用液压制动系统的汽车上，装在液压制动主缸的前端，其结构如图所示。工作原理与气压式基本相同。
二、汽车喇叭电路
1．汽车喇叭结构与工作原理
现代轿车使用的喇叭多为电喇叭，电喇叭又可分为螺旋形电喇叭和盆形电喇叭。
（1）螺旋形电喇叭
如图为螺旋形电喇叭实物及内部结构图。
当按下喇叭按钮时，励磁线圈通电，电流回路为：蓄电池正极→按钮→励磁线圈→触点→搭铁→蓄电池负极。电流通过线圈时，产生电磁吸力，吸下衔铁，通过中心螺杆使膜片拱曲，中心螺杆上的调整螺母压下活动触点臂，触点分开，切断电路。此时，励磁线圈电流中断，电磁吸力消失，在弹片和膜片的作用下，衔铁又返回原位，膜片也复位，触点又闭合 ，电路又接通。上述过程反复不断进行，膜片不断振动，从而发出一定频率的音波，由传声筒传出。
（2）盆形电喇叭
盆形电喇叭如图所示。电磁铁采用螺管式结构，铁芯上绕有励磁线圈，上下铁芯之间的气隙在线圈中间，所以能产生较大的吸力。它将上铁芯、膜片和共鸣板装在中心轴上。当电路接通时，励磁线圈产生吸力，上铁芯被吸下与下铁芯撞击，产生较低的基本频率，并激励膜片及与膜片联成一体的共鸣板产生共鸣，从而发出比基本频率强得多且分布又比较集中的谐音。
2．电喇叭控制电路
电喇叭控制电路如图所示。
按下喇叭按钮时，线圈通电，使继电器铁芯产生电磁吸力，将继电器触点闭合，接通双音电喇叭，喇叭发音。电流回路为：蓄电池正极→熔丝→接线柱B→触点臂→触点→接线柱H→电喇叭→搭铁→蓄电池负极。
松开喇叭按钮时，继电器线圈断电，铁芯电磁吸力消失，触点在自身弹力作用下断开，切断喇叭电路，电喇叭停止发音。

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