內容簡介
本書以汽車領域“1+X”證書標準為引領，融合國際職業資格標準；以工作任務為載體，以理論知識為依托，以實踐知識為核心，以拓展知識為延伸，校企合作共同開發。共有七個項目，即汽車電氣係統總體認知、電源係統檢修、起動係統檢修、點火係統檢修、照明與信號係統檢修、儀表與報警係統檢修和舒適電氣係統檢修。每個項目由項目導入和若幹任務構成，每個任務又包含學習目標、相關知識和任務實施環節。
本書全文配置雙語彩圖，圖片清晰美觀，內容新穎全麵，語言簡潔、通俗易懂。同時包含了豐富的學習資源，可通過掃描書中二維碼，免費掃碼觀看。
本書可作為高等職業院校、普通高校，以及成人教育汽車類專業教材，或作為雙語教學試用教材，也可作為培訓機構教學用書，汽車行業技術人員參考用書。
圖書在版編目（CIP）數據汽車電氣設備構造與維修 \/ 王峰, 樊瑞軍主編. —
南京: 南京大學出版社, 2020.8
ISBN 9787305233777Ⅰ. ①汽…Ⅱ. ①王… ②樊…Ⅲ. ①汽車－電氣設
備－構造 ②汽車－電氣設備－車輛修理Ⅳ. ①U472.41中國版本圖書館CIP數據核字(2020)第092221號出版發行南京大學出版社
社址南京市漢口路22號郵編210093
出版人金鑫榮書名汽車電氣設備構造與維修
主編王峰樊瑞軍
責任編輯呂家慧編輯熱線02583597482照排南京開卷文化傳媒有限公司
印刷南京凱德印刷有限公司
開本787×10921\/16印張 10.5字數 256千
版次2020年8月第1版2020年8月第1次印刷
ISBN 9787305233777
定價5980元網址：http:\/\/www.njupco.com
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汽車產業正向著“智能化、電氣化、數字化、共享化”方向發展，對人才的職業能力提出了新的要求。汽車電氣設備構造與維修是汽車類專業的核心課程，傳統的課程內容已經不符合職業技能標準的需求。本教材以汽車領域“1+X”證書標準為引領，融合國際職業資格標準，形成了課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接、技術技能與國際標準對接，特色鮮明的一體化、雙語彩圖版教材。
教材共分七個項目，係統地介紹了汽車電氣係統總體認知、電源係統檢修、起動係統檢修、點火係統檢修、照明與信號係統檢修、儀表與報警係統檢修和舒適電氣係統檢修。語言簡潔，圖文並茂，配套有微課視頻，注重崗位能力需求，突出產教融合，強化學生職業能力和職業素養的培養，融入思政教育內容，助推學生社會主義核心價值觀的養成。為了滿足國際化人才培養要求，部分內容采用雙語編寫，適應了汽車專業雙語教學的需要，提升了教材的國際化水平。
編寫過程中，得到了南京大學出版社、南京林業大學、江蘇理工學院、保時捷（中國）培訓學院、中國永達汽車服務控股有限公司、常州市廣聯豐田汽車銷售有限公司的大力支持與幫助，參考了大量的國內外相關技術資料及網絡資源，謹此致謝。
本書由常州機電職業技術學院王峰、樊瑞軍任主編，常州工業職業技術學院茅啟園、常州機電職業技術學院劉平、嶽興蓮任副主編。參加本書編寫工作的還有常州機電職業技術學院陳新、張紅黨、宋敬濱、張風嬌、陳鬆等。
由於編者水平有限，書中難免有錯誤和疏忽之處，懇請廣大讀者批評指正。
編者2020年4月汽車電氣設備構造與維修目錄目錄
項目一汽車電氣係統總體認知1
任務1基礎汽車電氣認知1
任務2認識汽車電氣係統10
項目二電源係統檢修30
任務1蓄電池的結構與檢修30
任務2交流發電機的結構與檢修37
任務3電源係統電路分析與檢修46
項目三起動係統檢修53
任務1起動機的結構與檢修53
任務2起動係統電路分析與檢修67
項目四點火係統檢修73
任務1傳統點火係統檢修73
任務2微機控製點火係統檢修82
任務3點火係統電路分析與檢修89
項目五照明與信號係統檢修97
任務1照明係統檢修97
任務2信號係統檢修112
項目六儀表與報警係統檢修127
任務1汽車儀表係統檢修127
任務2報警係統檢修136
項目七舒適電氣係統檢修143
任務1車窗刮水與清洗裝置檢修143
任務2電動車窗係統檢修149
任務3中控門鎖係統檢修153
參考文獻1６１
汽車電氣設備構造與維修項目一汽車電氣係統總體認知掃碼獲取微課視頻
汽車電氣係統總體認知
對電氣係統基礎概念的掌握是汽車電氣檢修的必備知識，知其原理才能學會檢修。學會正確使用萬用表、試燈等常用檢測工具，對常見的基礎元器件進行檢測，由局部到整體，再由整體到局部的邏輯，即掌握各個元器件的檢測才能對整個電路進行判斷、檢測及排故。
任務1基礎汽車電氣認知
掌握基礎電器元件、歐姆定律等知識，以及在汽車電路中的應用；
掌握繼電器、二極管、三極管在汽車電路中的應用；
掌握汽車電路讀圖的基本方法；
熟練使用工具、儀器檢測基礎汽車電路；
培養社會主義核心價值觀。
一、 電路基本概念
1 電流
科學上把單位時間裏通過導體任一橫截麵的電量叫作電流強度，簡稱電流。電流符號為I，單位是安培（A），簡稱“安”。導體中的自由電荷在電場力的作用下做有規則的定向運動就形成了電流。
汽車電路檢測有時也需要檢測線路中的電流。比如通過測量休眠電流判斷蓄電池是否漏電；通過測量汽車起動電流，分析發動機氣缸壓力是否正常。電流的檢測如圖11所示。
2 電位
在靜電學裏，電勢（又稱為電位）定義為：處於電場中某個位置的單位電荷所具有的電勢能。電勢隻有大小，沒有方向，是標量，其數值不具有絕對意義，隻具有相對意義。
零點電位點，即選定的計算電位的起點。可選電路中任意一點作參考點，令其電位為零。習慣上，常規定大地的電位為零。也可以是機器的外殼，許多元件的交彙點。
電位與電壓（電位差）之間的關係，電路中任何一點的電位等於該點與參考點之間的電壓。電路中某點的電位因參考點不同可能有不同的值，兩點間的電壓與參考點無關，電壓是任意兩點之間的電位差。
用正、負極概念，無法準確解釋我們平常檢測到的各種現象，就需要理解電位的概念，以汽車蓄電池為例，兩個樁極，一端12 V，另一端0 V，那12 V的電位，要比0 V的電位高，稱12 V是高電位，0 V是低電位，負極的電位比正極低。電壓的檢測如圖12所示。1—萬用表 Multimeter
2—開關 Switch
3—電阻 Resistance
4—負載(燈) Load(Lamp)
安培 AMPS
注：+B接蓄電池正極。
圖中為日係車電路符號。圖11電流的檢測Fig. 11Current detection圖12蓄電池電壓的檢測Fig. 12Battery voltage detection3 電壓降
電流在通過用電器或者導體時，都會受到一定的阻力，在一定電位差的作用下，電路克服這種阻力順利通過用電器，但流過該用電器後，電壓下降了，電阻越大，電壓下降得就越多，這種在流過用電器（導體）後產生的電壓大小的差別就是電壓降。圖13電壓降的含義
Fig. 13Voltage drop
注：VOLTS——伏特；圖中電路符號——左為日係車，右為德係車。
電路中每一個組成部分都會產生電壓降，如圖13所示，該電路中燈產生光和熱，所以有最大的電壓降，可變電阻器根據調節燈光亮度產生小的電壓降，其他元器件（保險絲，導線，線束等）也都會產生很小的電壓降。電壓降的測量方法如圖13所示。
一般來說在所有電路中，電壓損失最大為電源電壓的3%，那麼在12 V電源的汽車上最大電壓降應為0.36 V，在電路中如果電壓降超過0.40 V，為電路中存在異常，即有高電阻存在。電壓降測試法可以應用於任何電路，是電路檢測中非常重要的方法。
圖14汽車後窗除霧
Fig. 14Defogging of rear windshield
二、 電氣基礎元件
1 電阻
（1） 電阻的作用
① 分壓、調節電流大小。例如風扇轉速的調節、儀表燈光的微調。
② 作為加熱元件，最直觀的是後窗除霧，如圖14所示。
（2） 電阻的種類
① 固定電阻器，電阻的阻值固定不變。測量方式如圖15所示。
② 可變電阻器，改變滑動端子的位置來改變電阻值，使得電路電壓及電流升高或降低，達到控製燈光亮度的效果。燈光調節如圖16所示。
圖15電阻的測量
Fig. 15Resistance detection
圖16滑動電阻器實現燈光亮度調節
Fig. 16Light tuning by sliding rheostat
③ 分接式電阻器，在電阻的路徑上有多個分接點，每個分接點的電阻值不同，如圖17所示。可以實現如空調係統中鼓風機的轉速控製。
1—保險絲 Fuse
2—鼓風機 Blower
圖17分接式電阻實現鼓風機轉速控製
Fig. 17Blower speed regulation by series resistor④ 電位計，如圖18所示，通過浮子和機械機構的位置移動改變滑動端子位置，改變電阻和電路的電壓，即將油位轉換為電壓信號V，反饋給ECU，並通過儀表盤顯示油位。
⑤ 熱敏電阻，電阻值隨著溫度的改變而改變的一種特殊的電阻。通常可以分為正溫度係數的熱敏電阻PTC（溫度升高阻值增大）和負溫度係數（溫度升高阻值降低）的熱敏電阻NTC。在汽車中，通常用來檢測溫度的大多數使用NTC電阻。負溫度係數的熱敏電阻的特性如圖19所示。
1—電位計 Potentiometer
2—浮子 Float
3—油箱 Gasoline tank
4—儀表 Dashboard圖18電位計Fig. 18Potentiometer圖19NTC電阻特性Fig. 19NTC resistance characteristic2 電感器
電感器也稱為線圈，如圖110所示，是導線繞成一係列的環。電感的磁場變化特性在汽車上應用廣泛，如點火線圈、電磁閥、繼電器等。
（1） 電磁鐵，在線圈中心包一個鐵心，通過電流，即可產生電磁鐵的效果，如圖111所示。
圖110電感
Fig. 110Inductor
圖111電磁鐵
Fig. 111Electromagnet
（2） 點火線圈，當一線圈中的電流發生變化時，在臨近的另一線圈中產生感應電動勢，在次級線圈產生高壓電，汽車點火係統中的點火線圈就應用此原理。如圖112所示，點火線圈符號中可以看到線圈和鐵心。
圖112點火線圈
Fig. 112Ignition coil
（3） 繼電器
如圖113所示繼電器的符號可以看出，繼電器就是線圈加開關構成，當線圈通電，控製開關開啟或閉合。
圖113繼電器
Fig. 113Relay
繼電器的控製電路，如圖114所示。控製電路中繼電器的線圈通電，觸點被吸合，執行回路中燈泡或電機工作。
圖114繼電器控製電路
Fig. 114Control circuit by relay
汽車上的繼電器現在大多由ECU控製，如圖115所示，小電流經由開關到85和86端子接通並通過ECU搭鐵，繼電器線圈工作；線圈產生磁場將觸點吸住導通；大電流經由觸點流向電燈泡。
圖115繼電器控製燈泡電路
Fig. 115Light control by relay
汽車電路中，常需要實現電機正反轉，如電動車窗、中控鎖電路等，常用的就是利用繼電器搭建H型電路。如圖116所示，當開關全部斷開時，左右兩隻繼電器的30與87a接通，電路接地，電位相同，形成防止因震動導致的電機自行運動，即電機產生阻尼刹車；當左邊開關導通時，左邊繼電器30和87導通，電機中電流從左到右，通過右邊繼電器接地，電機正轉；當右邊開關導通時，右邊繼電器30和87導通，電機中電流從右到左，通過左邊繼電器接地，電機反轉。
圖116繼電器控製電機正反轉電路
Fig. 116Relay circuit in the motor positive and reversion
3 電容
電容的單位是法拉（Farad），簡寫成F，1法拉的定義為：當電容充1 V的電壓時，電容極板間存滿1庫倫的電量，1 F=106 μF。電容在任何電子電路中都有。電容的符號如圖117所示。
圖117電容
Fig. 117Capacitor
通常電容不會單獨出現在電路中，而是在一些元器件或ECU中，如發電機、發動機控製單元、繼電器中。其主要功能是濾波，以及消除自感應電動勢，繼電器線圈中加裝電容器，能有效降低自感應電動勢，降低對電子設備的幹擾。如圖118所示。
圖118帶保護電容的繼電器
Fig. 118Relay with capacitor
4 二極管
二極管是用半導體材料（矽、硒、鍺等）製成的一種電子器件 。它具有單向導電性能，即給二極管陽極和陰極加上正向電壓時，二極管導通；當給陽極和陰極加上反向電壓時，二極管截止。二極管除整流作用外，在電子電路中，可實現邏輯控製，在繼電器中加裝二極管具有消除自感應電動勢作用，但注意不能裝反。二極管符號如圖119所示。
圖119二極管符號
Fig. 119Symbol of diode
5 三極管
三極管是半導體基本元器件之一，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導體基片上製作兩個相距很近的PN結，兩個PN結把整塊半導體分成三部分，中間部分是基區，兩側部分是發射區和集電區，排列方式有PNP和NPN兩種，如圖120所示。三條引線分別稱為發射極E（Emitter）、基極B (Base)和集電極C (Collector)。
發射極E Emitter
基極B Base
集電極C Collector
圖120三極管符號
Fig. 120Symbol of triode三極管控製電流的方向如圖121所示。
圖121三極管控製電流流向
Fig. 121Triode control current
（1） 若基極和發射極間無電流，整個三極管不通電；
（2） 基極和發射極之間的小電流能夠控製發射極和集極間的大電流。
三極管在電路中用途非常廣泛，在汽車ECU中至少會有數十個三極管在工作，其大多數作為開關控製元器件的負極線路通斷。如點火係統中的初級電流控製（如圖122所示）、繼電器線圈控製、噴油器電路控製等。這些三極管現大多數都已集成在ECU裏麵，也有少數單獨設計成一個模塊。
1—點火線圈 Ignition coil
2—分電器 Distributor
3—火花塞 Spark plug
圖122三極管在點火係統中的應用
Fig. 122Application in ignition system利用三極管來控製發動機噴油嘴的噴油量（時間），如圖123所示。發動機ECU向三極管控製電路發送脈衝信號，當方波為0 V時，三極管截止，噴油嘴線圈無電流，沒有噴油，當方波為5 V時，三極管導通使得噴油線圈工作，將油針吸入後噴油，噴油量由三極管導通的時間長短決定。
1—噴油器 Injector
圖123三極管在燃油係統中的應用
Fig. 123Application in fuel system
一、 基礎電氣測試
1 電路的電壓和電流測量
搭建圖124所示電路，將“+”和“-”間的電壓設定為12 V，記錄電壓表、電流表讀數。所需部件：12 V直流電源，1個開關，1個保險絲，連接線若幹，100 Ω、200 Ω電阻器各1個，1塊萬用表。
圖124電壓和電流的測量
Fig. 124Voltage and current measurement