茂通培训电工基础.ppt

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1、汽车电工基础知识,2,概述,汽车电子控系统主要由传感器、控制器、执行器和局域网四部分组成。,3,概述,传感器：它又叫“转换器”，是将汽车运行的非电量参数（如压力、温度、速度、时间、位置和开关量等）转变为电量，输送给汽车控制电脑ECU。 电脑ECU：ECU的功用是收集、存储和处理各种传感器的输入信号，根据汽车工作的要求，进行控制决策的运算，并输出相应的控制信号，驱动执行器完成各种控制指令。它是电控网络的智能化神经中枢，具有多项控制功能。,4,概述,执行元件：执行器是根据汽车不同的工况要求，在电脑所发出指令驱动下，将电量变为非电量去完成控制任务。执行元件多为电磁开关、电磁阀、加热器、点火器、电机等

2、。 局域网：将汽车上大量控制单元（电脑）通过网络联系起来，实现信息适时共享。 诊断（OBD）接口。,5, 相关理论知识,2.1 物质结构,自然界的物质都是由原子构成的，原子又是由原子核和核外电子构成，原子的质量99.9%以上集中在原子核内，原子核中有质子和中子，其中质子带正电，中子不带电，绕原子核高 速旋转的电子带负电。原子结构中， 正负电荷所带电量相等，因此原子呈 中性。,6,原子,7,什么是电？,电是一种看不见的能量形态； 电是电子从原子到原子的运动。,8,电流、电压和电阻,在电动势（电压）的作用下，电子从导线一端流向另一段，从而产生电流。电压是电子运动（电流）的原因。 在水压的作用下，水

3、从水管的一端流向另一端从而产生水流。,9,电流、电压和电阻续,水管管径不变的情况下，水压的大小决定水的流速和流量。通过增加水压可以增加水流量。 电路中元器件不变的情况下，电压决定电流的大小，电压越大，电流越大。电压为零（没有电位差）电流为零。 在水压不变的情况下，水管管径越小，水流的阻力越大，水流的流量越小。电压（电位差）电流电阻 在电压（电位差）不变的情况下，元器件的阻力越大，电流越小。,10,电流、电压和电阻续,11,电流,电流大小用安培来度量，1安培（A）代表1秒内有6.25个电子（1库伦）流过导体的一点。电流的符号是I 电流的三个效应： 热效应 磁效应 化学效应,12,电压,电压就是电

4、的压力，是电子运动的原因，单位是伏特（V）。符号是U 电压是正电荷和负电荷之间的电位差，在汽车上，由蓄电池或交流发电机产生电压，从而电流流动，使各用电设备工作。,电压的换算： 1KV1000V，1V1000mV；1mV1000uV 一般使用汽油发动机的汽车上，电气系统额定电压为12V，象EQ1230，EQ2102N这种使用大功率柴油机的汽车上，电气系统额定电压为24V。,13,电阻,电阻阻碍了电流的流动，电路中每一个元件都有电阻，元件的电阻取决于所用的材料、尺寸、截面积、温度等。电阻的大小用单位欧姆（）衡量。欧姆是1安培电流流过导体时在其两端产生1伏特的电压降情况下导体的电阻。电阻的符号是R。

5、,导线越长，电阻越大 导线截面积越小，电阻越大 温度越高，电阻越大 导线表面有刻伤或剪伤，电阻增大。 所有电阻均能使电能变成热能。,14,简单电路的组成,一个简单的电路由三个部分组成：电源、导线、负载 为了使电路能够正常工作，一般在电路中还有开关、保险装置。 当负载有两个以上时，根据多个负载在电路中的连接方式电路分为：,15,欧姆定律,在一电路中，电流值与电阻值成反比而与电压值成正比。,16,瓦特定律,衡量单位时间内作功多少的单位是瓦特，简称瓦（W）。瓦特定律确定了电流、电压和功率之间的关系。,17,瓦特定律,修车时一般不需要使用瓦特定律，但知道作功多少可以用瓦特来衡量很重要。当学习起动系统时

6、，要用到瓦特，如果起动发动机需要2000W的功率，那么在电压为10V时电流为200A则 200A10V2000W 然而如果电压降为5V，电流就必须升为400A，以完成同样的工作。EQ1230和EQ2102N汽车电气系统的电压为24V制，原因就是采用24V时完成同样的工作电流只需要12V制的一半。,18,串联电路特点,总电阻是所有电阻之和 流过每个电阻的电流是相同的 每个电阻的电压降之和等于总电压 如果各个电阻的组值不相同，每个电阻两端的电压降不同。,19,并联电路,并联电路中从蓄电池流出的电流分别流过每个负载所在的支路，最后回到蓄电池负极。此种电路，一条支路中的负载损坏不会影响其它支路中的部件

7、运行。因此汽车上的电路一般都采用并联方式来连接负载。,20,电路中常见元器件电阻,21,短路,电流不走正常的通路而绕过部分正常的通路。,22,搭铁,搭铁是一种特殊的短路现象，是负载部件被短路，电流未到达负载部件便流到搭铁点，出现此故障时，由于供电电路电阻极小，造成从电源拉出过大电流，导致熔断熔丝。,23,2.1 直流电路的四种基本工作状态 2.1.1 额定工作状态 如图所示，如果开关闭合，电源则向负载R提供电流，负载R处于额定工作状态，这时电路有如下特征：, 相关理论知识,UL,RL,2）电压：UL = I RL,3）功率：PL = I UL,1）电流：I = ,24,2.1 直流电路的四种基

8、本工作状态 2.1.2 断路状态空载状态 如图所示，为开关断开或连接导线折断时的开路状态，也称为空载状态。电路在空载时，外电路的电阻可视为无穷大。因此电路具有下列特征：, 相关理论知识,2）电压：UL = E,3）功率：PL = 0,1）电流：I = 0,25,2.1 直流电路的四种基本工作状态 2.1.3 短路状态 如图所示，电源的两输出端线，因绝缘损坏或操作不当，导致两端线相接触，电源被直接短路，这就叫短路状态。当电源被短路时，外电路的电阻可视为零，这时电路具有如下特征：, 相关理论知识,E,R0,2）电压：UL = 0,3）功率：PL = 0,1）电流：I = ,26,2.1 直流电路的

9、四种基本工作状态 2.1.4 不良状态 如图所示，电路开关、导线、用电器接触不良，产生接触电阻。这时电路具有如下特征：, 相关理论知识,E,R0+RL+RJ,2）电压：UL = I RL,3）功率：PL = I UL,1）电流：I = ,27,3.3 操作提示 1）测量电流时，切忌过载。根据测量电流的大小来选择表笔插孔。当测量电流I200mA时，红表笔应插入电流插孔；当测量电流200m A I10 A时，红表笔应插入10A电流插孔。,3 任务实施,28,3.3 操作提示 2）当测量交、直流电压、电阻、二极管导通电压和短路检测时，红表笔应插入V/插孔。,3 任务实施,29,直流电和交流电,直流电

10、： 大小和方向都不随时间变化的电流。又称恒定电流。有固定的正负极。如蓄电池，干电池，直流发电机及各种整流电源。 直流电用DC表示。 交流电： 交流电的方向和大小随时间周期性的变化。交流电用AC表示。,30,永磁体,磁铁具有磁性，有南极S，和北极N，极顶处吸力最强，磁铁产生磁力线从南到北。,31,永磁体,同性相斥，异性相吸,不同材质导磁能力不同 汽车上有些部位需要导磁能力强的材料 有些部位需要导磁能力弱的材料,32,汽车上常用永磁体的部位,直流电机（雨刮电机，起动机） 磁电型传感器 霍尔型传感器 制动油量传感器,33,电生磁,当电流流过导体时，在导体周围会产生磁场,34,电生磁,35,电生磁,磁

11、场强度影响因素： 流过线圈的电流大小 线圈的匝数 线圈直径、长度和铁心材料 磁场强度以流过线圈的电流安培乘以线圈的总匝数度量。安培匝数,36,电动机定则,磁场中的带电导线会产生力,37,磁生电,当导线切割磁力线（导线和磁场产生相对运动或导线周围的磁场变化）时产生磁感应效应，导线两端建立电位差而产生电压。,自感：当一线圈通电或断电时，产生变化的磁场，从而线圈本身会产生自感应电流。,互感：一个线圈（导线）中通电或断电时，产生磁场变化，和它相邻的线圈（导线）在这个变化的磁场作用下产生感应电流,38,电磁干扰抑制,电磁干扰：是在复杂的汽车电气线路中由于部分线路通断切换电流时产生磁场影响另一部分线路的现

12、象。 电磁干扰危害：由于计算机的运用，很多传感器的信号强度很弱，极易受到其他线路的电磁干扰，从而输送误差信号给计算机，严重时会导致发动机停机 抑制方法： 增加导线阻值（点火系统的高压线） 使用电容器和扼流圈 屏蔽重要线路 采用指定的搭铁电路，减少搭铁通路数目。,39,各种交流电形态,40, 相关理论知识,2.2 导体、绝缘体和半导体 1）导体 2）绝缘体 3）半导体,41, 相关理论知识,2.3 半导体 2.3.3本征半导体的特性 （） 掺杂特性。本征半导体经过不同掺杂和工艺处理后，会呈现不同的特性。 磁敏特性：掺杂半导体在磁场中会产生电； 热敏特性：掺杂半导体温度变化时，导电能力会发生显著变

13、化； 压敏特性：掺杂半导体受压后，产生电； 光敏特性：掺杂半导体受光照射时，导电能力将会发生显著变化； 气敏特性：掺杂半导体两侧气体浓度变化时，半导体会产生电。,42,3 任务实施,3.1 准备工作 霍尔传感器、温度传感器、压力传感器、光强传感器、爆震传感器、氧传感器。,43,半导体,半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间，纯净的半导体导电能力会受到外界光线、温度等影响。 锗和硅是最常用的半导体 为了提高半导体的导电能力，在半导体内掺入一些杂质，形成P和N型两种半导体,44,二极管,由P型和N型两种半导体制成 二极管符号,45,二极管单向导电性,46,二极管的整流作用,汽车发电机三相桥式整流,4

14、7,二极管的保护作用,利用二极管和线圈串联或并联实现吸收、释放自感电动势。,48,稳压二极管,符号 比较稳压管和二极管的特点？并在图中标出稳压管长期工作的电压极性。 稳压管长期工作电压极性是反向电压（与二极管相反），而且是工作在击穿电压区里，稳压管可反复击穿。,49,发光二极管,发光二极管检测 二极管的检测,50,三极管,三极管结构,P,P,P,N,N,N,PNP型,NPN型,51,三极管工作原理,开关、放大 基极电流控制集电极发射极电流。,52,电信号和电流的区别,信号是一种信息，表达、传递事物的某种状态 电信号和电流的区别： 电信号和纯粹的电流没有区别。 电信号可以理解为电流随需要传送的信

15、号变化，以此传递信息。 电信号既然就是变化的电流，当然传输也就是电流的传导过程了。 一般用电来传输信号时电压和电流的幅值都比较小，在工程上属于弱电的范畴。,53,数字信号,数字信号为计算机能理解的二进制信号，为0或1状态，一般定义高电平为1低电平为0,54,分类,霍尔式,磁感应式,传感器常见分类,可变电阻式,55,电磁式传感器,56,发动机转速/位置传感器,57,霍尔效应传感器,霍尔效应：磁场中，电流以垂直于磁场方向，流过置于磁场中的霍尔半导体基片，在与电流和磁场垂直的霍尔基片两个横向侧面上，产生一个与电流和磁场强度成正比的电位差，即霍尔电压。,58,霍尔式VS电磁感应式,电磁感应式：结构简单、价格低廉、输出电压随发动机转速波动 霍尔式：输出电压不受发动机转速高低影响。,